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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Motorbremssysteme und auf Motorbremsen und insbesondere
auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Motorkompressionsabbremsung
bzw. Motoröldruckabbremsung
unter Verwendung einer elektrisch gesteuerten hydraulischen Betätigung.
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Technischer
Hintergrund
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Motorbremsen oder Retarder werden
verwendet, um den Radbremsen bzw. Betriebsbremsen zu helfen und
diese zu unterstützen,
das Fahrzeug zu verlangsamen, wie beispielsweise bei Traktoranhängern. Motorbremsen
sind wünschenswert,
weil sie dabei helfen, eine Überhitzung
der Betriebsbremse zu verringern. Als die Fahrzeugkonstruktion und
die Technologie fortgeschritten sind, hat sich die Transportkapazität von Traktoranhängern vergrössert, während gleichzeitig
der Rollwiderstand und der Windwiderstand abgenommen haben. Somit
gibt es eine Notwendigkeit für
fortschrittliche Motorbremssysteme bei heutigen Schwerlastfahrzeugen.
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Probleme mit existierenden Motorbremssystemen
weisen hohe Geräuschpegel
und einen Mangel bezüglich
eines sanften Betriebs bei manchen Bremsenniveaus auf, was aus der
Anwendung von weniger Zylindern als allen der Motorzylinder bei
einem Kompressionsbremsenschema resultiert. Auch sind existierende
Systeme nicht leicht auf unterschiedliche Strassen- und Fahrzeugbedingungen
anpassbar. Noch weiterhin sind existierende Systeme komplex und
teuer.
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Bekannte Motorkompressionsbremsen
bzw. Motorbremsen wandeln einen Verbrennungsmotor von einer Leistungserzeugungseinheit
in einen Leistung verbrauchenden Kompressor um.
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Das US-Patent 3 220 392, ausgegeben
an Cummins am 30. November 1965, offenbart ein Motorbremssystem,
bei dem ein Auslassventil, welches in einem Zylinder gelegen ist,
geöffnet
wird, wenn sich der Kolben in den Zylinder der oberen Totpunktposition
(TDC) im Kompressionshub nähert.
Eine Betätigungsvorrichtungs
weist einen Hauptkolben auf, der von einer Nocke und einer Druckstange
angetrieben wird, der wiederum einen Hilfskolben antreibt, um das
Auslassventil während
des Motorbremsvorganges zu öffnen.
Der Bremsvorgang, der durch die Vorrichtung von Cummins erreicht
werden kann, ist begrenzt, weil die Zeitsteuerung und die Dauer
der Öffnung
des Auslassventils durch die Geometrie der Nocke vorgegeben wird,
die den Hauptkolben antreibt, und daher diese Parameter nicht unabhängig gesteuert
werden können.
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In Verbindung mit der immer weiter
verbreiteten Anwendung von elektronischen Steuerungen in Motorsystemen,
sind Bremssysteme entwickelt worden, die elektronisch durch eine
zentrale Motorsteuereinheit gesteuert werden, die die Leistung des Bremssystems
optimiert.
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Das US-Patent 5 012 778, ausgegeben
an Pitzi am 7. Mai 1991, offenbart ein Motorbremssystem, welches
ein elektromagnetbetätigtes
Servoventil aufweist, welches hydraulisch mit einer Auslassventilbetätigungsvorrichtung
verbunden ist. Hydraulischer Druck (in der Grössenordnung von 206, 9 Bar (3000
psi)) wird durch eine hydraulische Hochdruck-Pumpe geliefert, die
einen Hochdruck-Raum beliefert. Ein Druckregler, der zwischen der
hydraulischen Hochdruck-Pumpe und dem Hochdruck-Raum angeordnet
ist, hält
den hydraulischen Betriebsdruck unter einer erwünschten Grenze.
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Das Servoventil, das von Pitzi in
dem '778-Patent
offenbart wird, weist eine Hochdruck-Quellenleitung auf, die von
dem Hochdruck-Raum herkommt, weiter eine Betätigungsvorrichtungsleitung,
die von dem Servoventil zur Auslassventilbetätigungsvorrichtung führt, und
eine Ablaufleitung. Das Servoventil hat zwei Betriebspositionen.
In einer ersten oder geschlossenen Position ist die Hochdruck-Leitung
blockiert, und die Betätigungsvorrichtungsleitung
ist in Strömungsmittelverbindung
mit der Ablaufleitung. In dieser ersten Position wird der Druck
in der Auslassventilbetätigungsvorrichtung
durch die Ablaufleitung entlastet, um die Auslassventilbetätigungsvorrichtung
in eine Ruheposition ausser Kontakt mit dem Auslassventil zu bringen.
In einer zweiten oder offenen Position ist die Ablaufleitung blockiert,
und die Hochdruck-Leitung ist in Strömungsmittelverbindung mit der
Auslassventilbetätigungsvorrichtung.
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Die Auslassventilbetätigungsvorrichtung,
die in dem Patent '778
von Pitzi offenbart wird, weist einen Kolben auf, der, wenn er einem
ausreichenden Hydraulikdruck unterworfen ist, in Kontakt mit einer Kontaktplatte
gedrückt
wird, die an dem Auslassventilschaft angebracht ist, wodurch das
Auslassventil geöffnet
wird. Eine elektronische Steuervorrichtung aktiviert den Elektromagneten
des Servoventils. Eine Gruppe von Schaltern ist in Reihe mit der
Steuervorrichtung verbunden, und die Steuervorrichtung nimmt auch
Eingangsgrössen
von einem Kurbelwellenpositionssensor und von einem Motordrehzahlsensor
auf.
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Das US-Patent 5 255 650, ausgegeben
an Faletti und andere am 26. Oktober 1993 und der Anmelderin der
vorliegenden Erfindung zu eigen, offenbart ein elektronisches Steuersystem,
welches programmiert ist, um die Einlassventile, die Auslassventile
und die Brennstoffeinspritzvorrichtungen eines Motors gemäss zweier
vorbestimmter Logikmuster zu betätigen.
Gemäss
eines ersten Logikmusters bleiben die Auslassventile während jedes
Kompressionshubes geschlossen. Gemäss eines zweiten Logikmusters
werden die Auslassventile geöffnet,
wenn sich der Kolben der oberen Totpunktposition während jedes
Kompressionshubes nähert.
Die Öffnungsposition,
die Verschlussposition und der Ventilhub werden jeweils unabhängig von
der Position der Motorkurbelwelle gesteuert.
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Das US-Patent 4 572 114, ausgegeben
an Sickler am 25. Februar 1986, offenbart ein elektronisch gesteuertes
Motorbremssystem. Ein Schubrohr des Motors bewegt einen Kipphebel
und einen Hauptkolben hin und her, so dass unter Druck gesetztes
Strömungsmittel
in einen Hochdruck-Akkumulator ge liefert wird und dort gespeichert
wird. Für jeden
Motorzylinder ist ein Drei-Wege-Elektromagnetventil
durch eine elektronische Steuervorrichtung betätigbar, um selektiv den Akkumulator
mit einer Hilfsbohrung zu koppeln, die einen darin angeordneten
Hilfskolben aufweist. Der Hilfskolben spricht auf die Zuteilung
des unter Druck gesetzten Strömungsmittels
von dem Akkumulator in die Hilfsbohrung an, um einen Auslassventilquerkopf
zu bewegen und dadurch ein Paar von Auslassventilen zu öffnen. Die Anwendung
einer elektronischen Steuervorrichtung gestattet auch, dass die
Bremsleistung maximiert wird, und zwar unabhängig von Einschränkungen, die
von mechanischen Einschränkungen
herrühren. Somit
kann die Ventilzeitsteuerung als eine Funktion der Motordrehzahl
variiert werden, um die Verzögerungsleistung
zu optimieren, die von dem Motor entwickelt wird.
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Offenbarung
der Erfindung
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Eine Bremssteuerung gemäss der vorliegenden
Erfindung sieht eine auswählbare
Steuerung der Zeitsteuerung und der Dauer der Auslassventilöffnung vor,
um zu gestatten, das hohe Bremsstärken erreicht werden, und um
eine variable Auswahl der Bremsstärken zu gestatten.
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Insbesondere weist eine Bremssteuerung
für einen
Motor mit einer Brennkammer und einem Auslassanschluss, der zwischen
offenen und geschlossenen Positionen bewegbar ist, wobei der Motor
betreibbar ist, um Motorereignisse auszuführen, die jeweils zu einem
zeitgesteuerten Punkt auftreten, elektrohydraulische Mittel auf,
um die Auslassventil- und Steuermittel einzusetzen. Die Steuermittel
können die
Bewegung des Auslassventils in die offene Position selektiv unabhängig von
den Zeitsteuerpunkten zeitlich steuern, um dadurch die Auswahl einer
einstellbaren Bremsstärke
zu gestatten. Die Steuermittel weisen Mittel zur Speicherung von
Betätigungspunkten
auf, und Mittel zur Auswahl von Betätigungspunkten aus den Speichermitteln.
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Gemäss eines weiteren Aspektes
der vorliegenden Erfindung weist eine Bremssteuerung für einen
Motor mit einer Bremskammer und einem Auslassventil, welches zwischen
offenen und geschlossenen Positionen bewegbar ist, wobei der Motor
betreibbar ist, Motorereignisse auszuführen, wobei jedes davon bei
einen zeitgesteuerten Punkt auftritt, ein elektrisch betätigbares
Steuerventil und eine Betätigungsvorrichtung
auf, die zwischen dem Steuerventil angeschlossen ist. Die Betätigungsvorrichtung ist
durch das Steuerventil betreibbar, um das Auslassventil in eine
offenen Position zu bewegen. Eine elektronische Motorsteuerung ist
mit dem Steuerventil gekoppelt, um dieses zu betreiben, um das Auslassventil
in die offene Position zu bewegen, und zwar selektiv unabhängig von
den Zeitsteuerpunkten, um dadurch die Auswahl einer einstellbaren Bremsstärke zu gestatten.
Die Motorsteuerung weist eine Nachschautabelle auf, um Betätigungspunkte zu
speichern, weiter eine Auswahlschaltung um Betätigungspunkte aus den Speichermitteln
auszuwählen,
und eine Treiberschaltung, um Treibersignale für das Steuerventil zu entwickeln.
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Andere Merkmale und Vorteile wohnen
der beanspruchten und offenbarten Vorrichtung inne oder werden dem
Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen offensichtlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine bruchstückhafte
isometrische Ansicht eines Verbrennungsmotors, wobei Teile davon
entfernt sind, um Details darin zu zeigen, und wobei damit die Bremssteuerung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
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2 weist
eine Schnittansicht des Motors der 1 auf.
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3 weist
eine Kurvendarstellung auf, die den Zylinderdruck als eine Funktion
des Kurbelwellenwinkels in dem Antriebsbetriebszustand und dem Bremsbetriebszustand
des Motors veranschaulicht.
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4A weist
eine Kurvendarstellung auf, die die Bremsleistung als eine Funktion
der Drucklösezeitsteuerung
eines Motors veranschaulicht;
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4B weist
eine Kurvendarstellung auf, die einen Prozentsatz der Bremsleistung
als eine Funktion der Ventilöffnungsdauer
veranschaulicht;
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5 weist
ein kombiniertes Blockdiagramm und schematisches Diagramm einer
Bremssteuerung gemäss
der vorliegenden Erfindung auf;
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6 weist
ein kombiniertes Blockdiagramm und schematisches Diagramm eines
alternativen Ausführungsbeispiels
der Bremssteuerung der vorliegenden Erfindung auf;
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7 weist
eine Perspektivansicht der hydromechanischen Komponenten zum Aufbau
der Steuerung der vorliegenden Erfindung auf;
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8 weist
eine Ansicht der Komponenten der 7 auf;
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9 weist
eine Ansicht der Komponenten der 7 auf,
wobei Strukturen davon entfernt wurden, und zwar von rechts der
Schnittlinie 12-12 gesehen, um genauer die Konstruktion davon zu
veranschaulichen;
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10 und 11 sind Vorderansichten bzw. Rückansichten
der Komponenten der 9;
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12, 13, 14, 15 und 17 sind Schnittansichten
die jeweils entlang der Linien 12-12, 13-13, 14-14, 15-15 und 17-17
der 9 aufgenommen wurden;
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16 ist
eine bruchstückhafte
vergrösserte Ansicht
eines Teils der 15;
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18 und 19 sind zusammengesetzte Schnittansichten,
die den Betrieb der Betätigungsvorrichtung
der 7–17 veranschaulichen;
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20 ist
ein Blockdiagramm, welches die Ausgangs- und Treiberschaltungen
eines Motorsteuermoduls (ECM) veranschaulicht, weiter eine Vielzahl
von Einspritzeinheiten und eine Vielzahl von Bremssteuerungen gemäss der vorliegenden
Erfindung;
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21 weist
ein Blockdiagramm des Restes der elektrischen Komponenten des Motorsteuermoduls
auf;
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22 weist
eine dreidimensionale Darstellung einer Karte auf, die sich auf
die Zeitsteuerung der Betätigung
bzw. des Einschaltens und des Ausschaltens des Elektromagnetsteuerventils
bezieht, und zwar als eine Funktion der erwünschten Bremsstärke und
der Turboladerladegrösse;
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23 weist
ein Blockdiagramm des Programms auf, welches von dem Motorsteuermodul ausgeführt wird,
um das Bremssteuermodul der 21 aufzubauen;
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24 ist
eine Kurvendarstellung, die den Auslassventilhub als eine Funktion
des Kurbelwellenwinkels veranschaulicht;
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25 ist
eine Kurvendarstellung, die den Zylinderdruck und den Auslasssammelleitungsdruck als
eine Funktion des Kurbelwellenwinkels des veranschaulicht;
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26 ist
eine Schnittansicht, ähnlich
der 12, die einen alternativen
Akkumulator gemäss der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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27–29 sind Schnittansichten ähnlich der 17, die alternative Betätigungsvorrichtungen
gemäss
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen; und
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30 ist
eine Ansicht, ähnlich
der 16, die ein Sitzventil
veranschaulicht, welches statt dem Ventil der 15–19 gemäss eines alternativen Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
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Bester Weg zur
Ausführung
der Erfindung
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Mit Bezug auf 1 durchläuft ein Verbrennungsmotor 30,
der ein kompressionsgezündeter Vier-Takt-Motor
sein kann, eine Abfolge von Motorereignissen während seines Betriebs. Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
durchläuft
der Motor sequenziell und wiederholt Einlass-, Kompressions-, Verbrennungs-
und Auslasszyklen während
des Betriebs. Der Motor
30 weist einen Block 32 auf,
in dem eine Vielzahl von Brennkammern oder Zylindern 34 ausgebildet
ist, die jeweils einen assoziierten Kolben 36 darin aufweisen.
Die Einlassventile 38 und Auslassventile 40 werden
in einem Kopf 41 getragen, der an dem Block 32 verschraubt
ist und betätigt
wird, um das Einlassende und das Ausstossen von Brennstoff und Gasen
in jeden Zylinder 34 hinein und aus diesem heraus zu steuern.
Eine Kurbelwelle 42 ist mit den Kolben 36 über Verbindungsstangen
bzw. Pleuelstangen 44 gekoppelt und wird durch diese gedreht,
und eine Nockenwelle 46 ist mit der Kurbelwelle 42 gekoppelt
und dreht sich synchron damit. Die Nockenwelle 46 weist
eine Vielzahl von Nockenansätzen 48 auf
(wobei einer davon in 2 sichtbar ist),
die in Kontakt mit Nockenfolgeanordnungen 50 (2) sind, die von Kipphebeln 54, 55 getragen werden,
die wiederum jeweils an den Einlass- und Auslassventilen 38, 40 liegen.
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Bei dem in den 1 und 2 gezeigten
Motor 30 gibt es ein Paar von Einlassventilen 38 und
ein Paar von Auslassventilen 40 pro Zylinder 34,
wobei das Ventil 38 oder 40 von jedem Paar durch
eine Ventilbrücke 39 bzw. 43 verbunden
ist. Jeder Zylinder 34 kann statt dessen eine andere Anzahl
von assoziierten Einlass- und Auslassventilen 38, 40 haben, falls
nötig oder
wünschenswert.
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Die Kurvendarstellungen der 3 und 4A veranschaulichen jeweils den Zylinderdruck
und die Bremsleistung als eine Funktion des Kurbelwellenwinkels
relativ zum oberen Totpunkt (TDC). Wie in 13 zu sehen, werden die Auslassventile 40 von jedem
Zylinder 34 während
des Betriebs in einem Bremsbetriebszustand zum Zeitpunkt t1 vor dem oberen Totpunkt geöffnet, so
dass die Arbeit, die bei der Kompression der Gase innerhalb des
Zylinders 34 ausgeübt
wird, nicht durch die Kurbelwelle 42 wiedergewonnen wird.
Die daraus resultierende effektive Abbremsung durch den Motor ist
proportional zur Differenz zwischen der Fläche unter der Kurve 62 vor dem
oberen Totpunkt und der Fläche
unter der Kurve 62 nach dem oberen Totpunkt. Diese Differenz
und daher die effektive Abbremsung kann verändert werden durch Veränderung
der Zeit t1, für die die Auslassventile 40 während des Kompressionshubes
geöffnet
werden. Diese Beziehung wird durch die Kurvendarstellung der 4A veranschaulicht.
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Wie in 4B zu
sehen, wird die Zeitdauer, für
die die Auslassventile in einem offenen Zustand gehalten werden,
auch einen Effekt auf die maximale Bremsleistung haben, die erreicht
werden kann.
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Mit Bezug auf die 5 wird nun ein Zwei-Zylinder-Teil 70 der
Bremssteuerung gemäss der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Der Teil 70, der
in 5 veranschaulichten
Bremssteuerung, wird durch ein elektronisches Steuermodul (ECM) 72 betätigt, um
den Auslass 40 von zwei Zylindern 34 mit einer
auswählbaren
Zeitsteuerung und Dauer der Öffnung
des Auslassventils zu öffnen.
Für einen Sechs-Zylinder-Motor
könnten
bis zu drei der Teile 70 in 5 mit
dem elektronischen Steuermodul 72 verbunden werden, so
dass eine Motorabbremsung auf einer Basis von Zylinder zu Zylinder
erreicht wird. Alternativ könnten
weniger als drei Teile 70 verwendet werden und/oder betrieben
werden, so dass die Bremswirkung durch weniger als alle Zylinder
und Kolben erreicht wird. Auch sei bemerkt, dass der Teil 70 modifiziert
werden kann, um irgend eine andere Anzahl von Auslassventilen für irgend
eine andere Anzahl von Zylindern zu betätigen, falls erwünscht. Das
elektronische Steuermodul 72 betätigt ein elektromagnetgesteuertes
Ventil 74, um die Leitung 76 mit einer Leitung 78 zu
koppeln. Die Leitung 76 nimmt Motoröl mit einem Versorgungsdruck
auf, und daher gestattet die Betätigung
des elektromagnetgesteuerten Ventils 74, dass Motoröl zu den
Leitungen 80, 82 geliefert wird, die jeweils in
Strömungsmittelverbindung
mit den Rückschlagventilen 84 bzw. 86 sind.
Das Motoröl
unter Druck bewirkt, dass die Kolben eines Paares von sich hin und
her bewegenden Pumpen 88, 90 ausfahren und Antriebssockel
von Einspritzvorrichtungkipphebeln berühren (die unten gezeigt und
beschrieben sind). Die Kipphebel bewirken, dass die Kolben sich
hin und her bewegen, und bewirken, dass Öl unter Druck durch die Rückschlagventile 92, 94 und
die Leitungen 96, 98 zu einem Akkumulator 100 geliefert
werden. Wenn eine solche Pumpwirkung auftritt, fliesst Öl kontinuierlich
durch die Leitungen 80 und 82, um die Pumpen 88, 90 wieder aufzufüllen.
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In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist
der Akkumulator kein bewegbares Glied auf, wie beispielsweise einen
Kolben oder eine Membran, obwohl ein solches bewegbares Glied darin
vorgesehen sein könnte,
falls erwünscht.
Weiterhin weist der Akkumulator ein Drucksteuerventil 104 auf,
welches Motoröl
zum Sumpf hin ablässt,
wenn ein vorbestimmter Druck überschritten
wird, beispielsweise 413, 8 Bar (6000 psi).
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Die Leitung 96 und der Akkumulator 100 sind weiter
mit einem Paar von Elektromagnetsteuerventilen 106, 108 und
mit einem Paar von Servobetätigungsvorrichtungen 110, 112 gekoppelt.
Um die Servobetätigungsvorrichtungen 110, 112 sind
durch Leitungen 114, 116 mit dem Pumpen 88, 90 über die Rückschlagventile 84, 86 gekoppelt.
Die elektromagnetgesteuerten Ventile 106, 108 sind
weiter durch Leitungen 118, 120 mit dem Sumpf
gekoppelt.
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Wie im folgenden genauer bemerkt
wird, schliesst das elektronische Steuermodul 72 das Elektromagnetsteuerventil 74 und
betätigt
die Elektromagnetsteuerventile 106, 108, um zu
bewirken, dass die Servobetätigungsvorrichtungen 110, 112 die Ventilbrücken 43 berühren und
die assoziierten Auslassventile 40 in den assoziierten
Zylindern 34 nahe dem Ende eines Kompressionshubes bzw.
Verdichtungshubes öffnen,
wenn im Betrieb durch einen Bediener der Bremsbetriebszustand ausgewählt wird. Es
sei bemerkt, dass die Steuerung der 5 so
modifiziert werden kann, dass eine andere Anzahl von Zylindern durch
jeden Akkumulator bedient werden kann. Tatsächlich können durch Versehen eines Akkumulators
mit ausreichender Kapazität
alle Motorzylinder durch diesen bedient werden.
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6 veranschaulicht
ein alternatives Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wobei Elemente, die gemeinsam in den 5 und 6 vorkommen, mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sind. In dem Ausführungsbeispiel
der 6 sind das Elektromagnetsteuerventil 74,
die Rückschlag ventile 84, 86, 92 und 94 und
die Pumpen 88 und 90 durch eine Hochdruck-Pumpe 130 ersetzt,
die durch das elektronische Steuermodul 72 gesteuert wird,
um Motoröl
auf ein hohes Niveau unter Druck zu setzen, beispielsweise 413,
8 Bar (6000 psi).
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7–17 veranschaulichen die mechanischen
Komponenten, um die Steuerung der 5 einzurichten.
Zuerst mit Bezugnahme auf die 7–11 weist ein Hauptkörper 132 einen Überbrückungsteil
bzw. Brückenteil 134 auf.
Gewindebolzen 135 erstrecken sich durch den Hauptkörper 132 und die
Abstandshalter 136 in den Kopf 41, und Motoren 137 sind
auf die Bolzen 135 geschraubt. Zusätzlich erstrecken sich vier
Bolzen 138 durch den Hauptkörper 132 in den Kopf 41.
Die Schrauben bzw. Bolzen 138 ersetzen die Haltebolzen
für die
Kipphebelwelle und dienen nicht nur dazu, den Hauptkörper 132 an dem
Kopf 41 zu befestigen, sondern erstrecken sich auch durch
eine Kipphebelwelle 139 und halten diese an der Position.
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Ein Paar von Aufnahmenbohrungen 140, 142 für die Betätigungsvorrichtung
sind in dem Brückenteil 134 ausgeformt.
Die Servobetätigungsvorrichtung 110 ist
in der Aufnahmebohrung 140 für die Betätigungsvorrichtung aufgenommen,
während die
Servobetätigungsvorrichtung 112 (die
in den 7–17 nicht gezeigt ist) innerhalb
der Aufnahmebohrung 142 aufgenommen ist. Insofern als die
Betätigungsvorrichtungen 110 und 112 identisch
sind, wird nun die Betätigungsvorrichtung 110 im
folgenden genauer beschrieben.
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Mit spezieller Bezugnahme auf die 12–14 ist
ein Hohlraum 146, der in 12 zu
sehen ist, in dem Überbrückungsteil 134 ausgebildet und
weist den oben beschriebenen Akkumulator 100 auf. Der Hohlraum 146 ist
in Strömungsmittelverbindung
mit einem Hochdruck-Durchlass oder mit einer Hochdruck-Sammelleitung 148,
die wiederum mit dem Rückschlagventil 92 gekoppelt
ist, und mit einem Durchlass 149 zu einer Bohrung 150,
die einen Teil der Pumpeneinheit 88 bildet. Ein Kolben 152 ist innerhalb
der Bohrung 150 angeordnet (wobei der Oberteil davon gerade
in 13 sichtbar ist),
und ist mit einer Verbindungsstange 154 gekoppelt, die
geeignet ist, um ei nen Kipphebel 156 der Brennstoffeinspritzvorrichtung
zu berühren,
der in den 1 und 7 zu sehen ist. Eine Feder 157 umgibt
die Verbindungsstange 154 und ist zwischen einer Schulter
auf der Verbindungsstange 154 und einem Anschlag 158 angeordnet.
Mit Bezugnahme auf 13 führt die
Hin- und Herbewegung des Kipphebels 156 für die Brennstoffeinspritzvorrichtung
abwechselnd Öl
vom Kugelgehäuse
durch eine Einlassarmatur 159 ein (nur in den 9 und 10 zu sehen), und durch einen Pumpeneinlassdurchlass 160 über eine
Kugel 162 des Rückschlagventils 84 in
einen Zwischendurchlass 164 und dann wird das unter Druck
gesetzte Öl
von dem Zwischendurchlass 164 in den Hochdruck-Durchlass 148 über eine
Kugel 166 des Rückschlagventils 92 ausgestossenen.
Das unter Druck gesetzte Öl
wird in dem Hohlraum 146 gehalten und wird weiter über den
Durchlass 148 zur Betätigungsvorrichtung 110 geliefert.
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Mit Bezug auf die 15 und 16 ist
der Durchlass 148 in Strömungsmittelverbindung mit den Durchlässen 170, 172,
die zu der Aufnahmebohrung 140 für die Betätigungsvorrichtung bzw. eine
Ventilbohrung 174 führen.
Ein Kugelventil 176 ist innerhalb der Ventilbohrung 174 angeordnet.
Das Elektromagnetsteuerventil 106 ist benachbart zu dem
Kugelventil 176 angeordnet und weist eine Elektromagnetwicklung
auf, die schematisch bei 180 gezeigt ist, weiter einen
Anker 182, der benachbart zur Elektromagnetwicklung 180 angeordnet
ist, und eine Magnetschaltung damit bildet, und einen Lastadapter 184,
der an dem Anker 182 durch eine Schraube 186 befestigt
ist. Der Anker 182 ist bewegbar in einer Ausnehmung, die
teilweise durch die Elektromagnetwicklung 180, einen Ankerabstandshalter 185 und
einen weiteren Abstandshalter 187 definiert wird. Die Elektromagnetwicklung 180 ist
durch das elektronische Steuermodul 72 zu erregen, wie
genauer im folgenden bemerkt, um den Anker 182 und den
Lastadapter 184 gegen die Kraft zu bewegen, die von einer Rückstellfeder
ausgeübt
wird, die schematisch bei 188 veranschaulicht ist und in einer Ausnehmung 189 angeordnet
ist, die in einem Elektromagnetkörper 191 gelegen
ist.
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Das Kugelventil weist einen hinteren
Sitz 190 mit einem Durchlass 192 darin auf, und
zwar in Strömungsmittelverbindung
mit dem Durchlass 172 und einer Dichtfläche 194. Ein vorderer
Sitz 196 ist von dem hinteren Sitz 190 beabstandet
und weist einen Durchlass 198 auf, der zu einer Dichtfläche 200 führt. Eine
Kugel 202 liegt in dem Durchlass 198 zwischen den
Dichtflächen 194 und 200.
Der Durchlass 198 weist eine Senkung mit einem Teil 201 auf,
der durch einen Federstössel
bzw. ein Stosswerkzeug ausgeschnitten worden ist, um einen Ölflussdurchlass
zu dem Gebiet der Kugel hin und von diesem weg vorzusehen.
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Wie in den 9 und 15 gestrichelt
gezeigt, erstreckt sich ein Durchlass 204 von einer Bohrung 206,
die den vorderen Sitz 196 enthält, zu einem oberen Teil 208 der
Aufnahmebohrung 140. Wie in 17 zu
sehen, weist die Aufnahmebohrung 140 weiter einen Zwischenteil 210 auf,
der knapp eine Hauptströmungsmittelsteuervorrichtung
in Form eines Ventilkolbens 212 aufnimmt, der eine Dichtung 214 besitzt,
die gegen die Wände
des Zwischenteils 210 abdichtet. Die Dichtung 214 ist
im Handel erhältlich
und hat eine zweiteilige Konstruktion, die einen mit Carbon-Fasern
bzw. Kohlefasern verstärkten
Teflon-Ring aufweist, hinter dem ein O-Ring sitzt und eine Druckbelastung
aufbringt. Der Ventilkolben 212 weist weiter einen vergrösserten
Kopf 216 auf, der in einer Ausnehmung 218 einer
Verriegelungsanschlageinstellvorrichtung 220 liegt. Die
Verriegelungsanschlageinstellvorrichtung 220 weist Aussengewinde auf,
die mit einer mit Gewinde versehenen Mutter 222 in Eingriff
stehen, die zusammen mit einer Scheibe 224 verwendet wird,
um die axiale Position der Verriegelungsanschlageinstellvorrichtung 220 einzustellen.
Die Scheibe 224 ist eine im Handel erhältliche zusammengesetzte Scheibe
aus Gummi und Metall, die nicht nur die Einstellvorrichtung 220 belastet,
um die Einstellung zu verriegeln bzw. festzulegen, sondern die auch
den Oberteil der Betätigungsvorrichtung 110 abdichtet
und eine Leckage von Öl über die
Mutter 222 hinaus verhindert.
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Eine Hilfsströmungsmittelsteuervorrichtung in
Form eines Kolbens 226 weist eine mittlere Bohrung 228 auf,
die in den 17–19 zu sehen ist, die ein
unteres Ende des Kolbens 212 aufnimmt. Eine Feder 230 wird
zusammen gedrückt
angeordnet zwischen einem Federring 232, der in einer Nut
in dem Kolben 212 getragen wird, und einer oberen Stirnseite
des Kolbens 226. Eine Rückstellfeder,
die schematisch bei 234 gezeigt ist, wird zusammengedrückt zwischen
einer unteren Stirnseite des Kolbens 226 und einer Scheibe 236 angeordnet,
die in dem Unterteil einer Ausnehmung angeordnet ist, die teilweise durch
eine Endkappe 238 definiert wird. Ein Betätigungsstift 240 wird
in einen unteren Teil der mittleren Bohrung 228 pressgepasst,
so dass der Kolben 226 und der Betätigungsstift 240 sich
zusammen bewegen. Der Betätigungsstift 240 erstreckt
sich nach aussen durch eine Bohrung 242 in der Endkappe 238, und
ein O-Ring 244 verhindert das Entweichen von Öl durch
die Bohrung 242. Zusätzlich
ist ein Endfussstück 246 schwenkbar
an einem Ende des Betätigungsstiftes 240 befestigt.
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Die Endkappe 238 ist in
einem Gewindeteil 247 der Aufnahmebohrung 140 verschraubt,
und ein O-Ring 248 sieht eine Abdichtung gegen eine Leckage
des Öls
vor.
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Wie in 9 gezeigt,
erstreckt sich ein Ölrückleitungsdurchlass 250 zwischen
einem unteren Ausnehmungsteil 252, der durch die Endkappe 238 definiert
wird, und dem Kolben 226 und dem Einlassdurchlass 160 gerade
stromaufwärts
des Kugelventils 84.
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Zusätzlich zu dem Vorangegangenen
ist, wie in den 15, 18 und 19 zu sehen, ein Öldurchlass 254 zwischen
dem unteren Ausnehmungsteil 252 und einem Raum 256 angeordnet,
und zwar zwischen dem Ventilkolben 212 und dem Betätigungsstift 240,
um eine hydraulische Verriegelung zwischen diesen beiden Komponenten
zu verhindern.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die 18 und 19 sind zusammengesetzte Schnittansichten,
die den Betrieb der vorliegenden Erfindung im Detail veranschaulichen.
Wenn ein Bremsvorgang durch einen Bediener angewiesen wird, und
der Elektroma gnet 74 durch das elektronische Steuermodul 72 betätigt wird,
wird Öl
zum Einlassdurchlass 160 geliefert (in den 9 und 13 zu sehen).
Wie in 13 zu sehen,
fliesst das Öl
mit dem Versorgungsdruck über
das Rückschlagventil 84 in
den Durchlass 149 und die Bohrung 150, was bewirkt,
dass der Kolben 152 und die Verbindungsstange 154 sich
nach unten in Kontakt mit dem Kipphebel der Brennstoffeinspritzvorrichtung
gegen die Kraft der Feder 157 bewegen. Die Hin- und Herbewegung
der Verbindungsstange 154 durch den Kipphebel 156 der
Brennstoffeinspritzvorrichtung bewirkt, dass das Öl unter
Druck gesetzt wird und zum Durchlass 148 geliefert wird.
Das unter Druck gesetzten Öl wird
somit durch den Durchlass 172 und durch den Durchlass 192 zu
dem hinteren Sitz 190 geliefert, wie in 18 zu sehen.
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Wenn das elektronische Steuermodul 72 die Öffnung der
Auslassventile 40 eines Zylinders 34 anweist,
erregt das elektronische Steuermodul 72 die Elektromagnetwicklung 180,
was bewirkt, dass der Anker 182 und der Lastadapter 184 sich
nach rechts bewegen, wie in 18 zu
sehen, und zwar gegen die Kraft der Rückstellfeder 188.
Eine solche Bewegung gestattet, dass sich die Kugel 202 auch
nach rechts in Eingriff mit der Dichtfläche 200 (16) unter dem Einfluss des
unter Druck gesetzten Öls
in dem Durchlass 192 bewegt, wodurch gestattet wird, dass
das unter Druck gesetzte Öl
in den Raum zwischen der Kugel 202 und der Dichtfläche 194 läuft. Das
unter Druck gesetzte Öl
fliesst durch den Durchlass 198 und durch die Bohrung 202 in
den Durchlass 204 und den oberen Teil 208 der
Aufnahmebohrung 140. der hohe Strömungsmitteldruck auf dem oberen Teil
des Ventilkolbens 112 bewirkt, dass er sich nach unten
bewegt. Die Federrate der Feder 230 wird so ausgewählt, dass
sie wesentlich höher
ist, als die Federrate der Rückstellfeder 234,
und daher tendiert die Bewegung des Ventilkolbens 212 nach
unten dazu, zu bewirken, dass der Kolben 226 sich ebenfalls nach
unten bewegt. Eine solche Bewegung fährt fort, bis der Schwenkfuss
die Klinke spannt und den Auslasskipphebel 55 berührt. An
diesem Punkt wird ein weiterer Weg des Kolbens 226 temporär verhindert, und
zwar aufgrund der Zylinderkompressionsdrücke auf dem Auslassventil 40.
Jedoch reicht der hohe Strömungsmitteldruck,
der auf die Oberseiten des Ventilkolbens 212 ausgeübt wird,
um die Bewegung des Ventilkolben 212 nach unten gegen die
Kraft der Feder 230 fortzusetzen. Schliesslich bewirkt
die Relativbewegung zwischen dem Ventilkolben 212 und dem
Kolben 226, dass ein äusserer
Hochdruck-Ring 258 und ein Hochdruck-Durchlass 260 ( 15, 18 und 19)
in Strömungsmittelverbindung
mit dem Durchlass 170 in Strömungsmittelverbindung mit einem
Kolbendurchlass 262 über
einem inneren Hochdruck-Ring 264 gebracht werden. Weiterhin
wird einen Niederdruck-Ring 266 des Kolbens 212 von
der Strömungsmittelverbindung
mit dem Kolbendurchlass 262 getrennt.
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Der hohe Strömungsmitteldruck, der durch den
Kolbendurchlass 262 läuft,
wirkt auf den grossen Durchmesser des Kolbens 226, so dass
grosse Kräfte
entwickelt werden, die bewirken, dass der Betätigungsstift 240 und
der Schwenkfuss 246 die Widerstandskräfte des Kompressionsdruckes
und der Ventilfederbelastung überwinden,
die von den Ventilfedern 267 ausgeübt werden (7 und 8).
Als eine Folge öffnen
sich die Auslassventile 40 und gestatten, dass der Zylinder
den Druck abbläst.
Während dieser
Zeit läuft
der Ventilkolben 212 mit dem Kolben 226 in Abwärtsrichtung
bis der vergrösserte
Kopf 216 des Ventilkolbens 212 einen unteren Teil 270 der
Verriegelungsstoppeinstellvorrichtung 220 berührt. An diesem
Punkt wird ein weiterer Weg des Ventilkolbens 212 in der
Richtung nach unten verhindert, während der Kolben 226 sich
weiter nach unten bewegt. Wie in 19 zu
sehen, ist der innere Hochdruck-Ring 264 schliesslich mit
dem Kolben 226 bedeckt, und der Niederdruck-Ring 266 ist
freigelegt. Der Niederdruck-Ring 266 ist durch einen Durchlass 268 (15, 18 und 19)
mit dem unteren Verlängerungsteil 252 gekoppelt,
der, wie zuvor erwähnt, durch
den Ölrückleitungsdurchlass 250 mit
dem Pumpeneinlass 160 gekoppelt ist. Daher werden zu diesem
Zeitpunkt der Kolbendurchlass 262 und die obere Stirnseite
des Kolbens 226 in Strömungsmittelverbindung
mit dem Niederdruck-Öl gebracht.
Hochdruck-Öl
wird von dem Hohlraum über
dem Kolben 226 abgelassen, und die Auslassventile 40 stoppen in
der offenen Position.
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Danach bewegt sich der Kolben 226 langsam
zwischen der ersten Position, in der der innere Hochdruck-Ring 264 freigelegt
ist, und einer zweiten Position hin und her, in der der Niederdruck-Ring 266 nicht
freigelegt ist, um Öl
abzulassen, falls nötig,
um die Auslassventile 40 in der offenen Position zu halten,
wenn der Zylinder 34 nach unten getrieben wird. Während der
Zeit, für
die die Auslassventile 40 in der offenen Position sind,
liefert das elektronische Steuermodul 72 einen Antriebsstrom
gemäss
eines vorbestimmten Zeitplans, um eine gute Lebensdauer der Spule
und einen niedrigen Leistungsverbrauch vorzusehen.
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Wenn die Auslassventile 40 zu
schliessen sind, beendet das elektronische Steuermodul 72 den Stromfluss
in der Elektromagnetwicklung 180. Die Rückstellfeder 188 bewegt
dann den Lastadapter 184 nach links, wie in den 18 und 19 zu sehen, so dass die Kugel 202 gegen
die Dichtfläche 194 des hinteren
Sitzes 190 gedrückt
wird. Das Hochdruck-Strömungsmittel über dem
Ventilkolben 212 fliesst zurück durch den Durchlass 204,
die Bohrung 206, einen Spalt 274 zwischen dem
Lastadapter 184 und dem vorderen Sitz 196 und
einen Durchlass 276 zum Ölsumpf. Ansprechend auf die
Entlüftung
des Hochdruck-Öls
wird der Ventilkolben 212 nach oben unter dem Einfluss
der Feder 230 bewegt. Wenn der Ventilkolben 212 sich
nach oben bewegt, wird der Niederdruck-Ring 266 freigelegt,
und der Hochdruck-Ring 258 wird durch den Kolben 266 abgedeckt,
wodurch bewirkt wird, dass das Hochdruck-Öl über dem Kolben 226 abgeleitet
bzw. entlüftet
wird. Die Rückstellfeder 234 und
die Auslassventilfedern 267 drücken den Kolben 226 nach
oben, und die Auslassventile 40 schliessen. Die Verschlussgeschwindigkeit
wird gesteuert durch die Flussrate über die Kugel 202 in
den Durchlass 276. Der Ventilkolben 212 sitzt
schliesslich an der Oberseite 280 der Verriegelungsstoppeinstellvorrichtung 220,
und der Kolben 226 kehrt zu der ursprünglichen Position zurück, und zwar
als eine Folge der Ableitung des Öls durch den inneren Hochdruck-Ring 264 und
den Niederdruck-Ring 266, so dass der Durchlass 268 in
Strömungsmittelverbindung
mit letzterem ist. Wie es dem Fachmann offensichtlich sein sollte,
hängt die
Stoppposition des Kolbens 226 von den Federraten bzw. Federkonstanten
der Federn 230, 234 ab. Öl, welches in dem unteren Ausnehmungsteil 252 übrig bleibt,
wird zum Pumpeneinlass 160 über den Ölrückleitungsdurchlass 250 zurückgeleitet.
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Die vorangegangene Abfolge von Ereignissen
wird jedesmal dann wiederholt, wenn die Auslassventile 40 geöffnet sind.
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Wenn die Bremswirkung des Motors
beendet werden solle, schliesst das elektronische Steuermodul 72 das
Elektromagnetventil 74 und betätigt schnell das Elektromagnetsteuerventil 106 (und
die anderen Elektromagnetsteuerventile) für eine vorbestimmte Anzahl
von Zyklen, um das aufgestaute Hochdruck-Öl zum Sumpf abzuleiten.
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20 und 21 veranschaulichen die Ausgangsschaltung
und die Treiberschaltung des elektronischen Steuermoduls 72 genauso,
wie die Verdrahtungsverbindungen zwischen dem elektronischen Steuermodul 72 und
einer Vielzahl von elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzeinheiten 300a– 300f,
die einzeln betrieben werden, um den Brennstofffluss in die Motorzylinder 34 zu
steuern, und die Elektromagnetsteuerventile der vorliegenden Erfindung,
die hier so veranschaulicht sind, dass sie die Elektromagnetsteuerventile 106, 108 und
zusätzliche
Elektromagnetventile 301a–301d aufweisen. Natürlich würde die
Anzahl der Elektromagnetsteuerventile von jener abweichen, die in 20 gezeigt ist, und zwar
abhängig
von der Anzahl der Zylinder, die bei der Motorabbremsung zu verwenden
sind. Das elektronische Steuermodul 72 weist sechs Elektromagnettreiber 302a–302f auf,
wobei jeder davon mit einem ersten Anschluss von einer Einspritzvorrichtung 300a– 300f und
einem der Elektromagnetsteuerventile 106, 108 bzw. 301a–301d gekoppelt
ist und mit diesen assoziiert ist. Vier Stromsteuerschaltungen 304, 306, 308 und 310 sind
ebenfalls in dem elektronischen Steuermodul 72 vorgesehen.
Die Stromsteuerschaltung 304 wird durch Dioden D1–D3 mit
zweiten Anschlüssen
der Einspritzeinheiten 300a–300c gekoppelt, während die
Stromsteuerschaltung 306 durch Dioden D4–D6 mit
zweiten Anschlüssen
der jeweiligen Einspritzeinheiten 300d–300f gekoppelt ist.
Zusätzlich
ist die Stromsteuerschaltung 308 durch Dioden D7–D9 mit
zweiten Anschlüssen
der Bremssteuerelektromagneten 106, bzw. 108 bzw. 301a gekoppelt,
während
die Stromsteuerschaltung 310 durch Dioden D10–D12 mit
zweiten Anschlüssen
der jeweiligen Bremsensteuerelektromagneten 301b–301d gekoppelt
ist. Ebenfalls ist ein Elektromagnettreiber 312 mit dem Elektromagneten 74 gekoppelt.
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Um irgend welche speziellen Vorrichtungen 300a–300f, 106, 108 oder 301a– 301d zu
betätigen, muss
das elektronische Steuermodul 72 nur den entsprechenden
Treiber 302a–302f und
die entsprechende Stromsteuerschaltung 304–310 betätigen. Wenn
somit beispielsweise die Einspritzeinheit 300a betätigt werden
soll, wird der Treiber 302a genauso betätigt, wie es die Stromsteuerschaltung 304 wird, so
dass ein Strompfad dort hindurch eingerichtet wird. Wenn in ähnlicher
Weise das Elektromagnetsteuerventil 301d zu betätigen ist,
werden der Treiber 302f und die Stromsteuerschaltung 310 betätigt, um einen
Strompfad durch das Steuerventil 301d einzurichten. Wenn
zusätzlich
eines oder mehrere der Steuerventile 106, 108 oder 301a–301d zu
betätigen ist,
dann wird der Elektromagnettreiber 312 betätigt, um
Strom zum Elektromagneten 74 zu liefern, ausser wenn das
Elektromagnetsteuerventil 106 schnell zyklisch bewegt wird,
wie oben erwähnt.
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Es sei bemerkt, dass wenn das elektronische Steuermodul 72 verwendet
wird, um die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 300a–300f alleine
zu betätigen und
die Bremssteuerelektromagneten 106, 108 und 301a–301d nicht
dabei mit eingeschlossen sind, ein Paar von Drähten zwischen dem elektronischen Steuermodul 72 und
jeder Einspritzvorrichtung 300a–300f angeschlossen
wird. Wenn die Bremssteuerelektromagneten 106, 108 und 301a–301d hinzugefügt werden,
um die Möglichkeit
einer Motorabbremsung vorzusehen, dann sind die einzigen weiteren
Drähte,
die zusätzlich
vorgesehen werden müssen,
ein Überbrückungsdraht
bei jedem Zylinder, der den assoziierten Bremssteuerelektromagneten
und die Brennstoffeinspritzvorrichtung verbindet, und ein Rückleitungsdraht
zwischen dem zweiten Anschluss von jedem Bremssteuerelektromagneten
und dem elektronischen Steuermodul 72. Die Dioden D1–D12 gestatten
das Multiplexen der Stromsteuerschaltungen 304–
310,
das heisst die Stromsteuerschaltungen 304–310 bestimmen,
ob eine assoziierte Einspritzvorrichtung oder Bremssteuerung arbeitet. Ebenfalls
werden die Wellenformen des Stroms gegenüber der Zeit für die Einspritzvorrichtungen und/oder
die Elektromagnetsteuerventile durch diese Schaltungen gesteuert.
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21 veranschaulicht
den Rest des elektronischen Steuermoduls 72 genauer, und
insbesondere Schaltungen zur Anweisung des ordnungsgemässen Betriebs
der Treiber 302a–302f und
der Stromsteuerschaltungen 304, 306, 308 und 310.
Das elektronische Steuermodul 72 spricht auf die Ausgabe
eines Auswahlschalters 330 an, weiter auf ein Nockenrad 332 und
einen Sensor 334 und einen Antriebswellenrad 336 und
einen Sensor 338. Das elektronische Steuermodul 72 erzeugt
Antriebssignale auf den Leitungen 340a–340j, die zu den
Treibern 302a–302f und
zu den jeweiligen Stromsteuerschaltungen 304, 306, 308 und 310 geliefert
werden, um ordnungsgemäss
die Wicklungen der Elektromagnetsteuerventile 106, 108 und 301a–301d zu
erregen. Zusätzlich
wird ein Signal auf einer Leitung 341 erzeugt, welches
zu dem Elektromagnettreiber 312 geliefert wird, um diesen
zu betätigen.
Der Auswahlschalter 330 kann durch einen Bediener betätigt werden,
um eine erwünschte
Bremsstärke
auszuwählen, beispielsweise
in einem Bereich zwischen einer Bremswirkung von 0% und 100%. Die
Ausgangsgrösse
des Auswahlschalters 330 wird zu einer Schaltung 342,
insbesondere einer High-Wins-Schaltung,
in dem elektronischen Steuermodul 72 geleitet, die wiederum
eine Ausgangsgrösse
für ein
Bremssteuermodul 344 vorsieht, welches selektiv durch einen
Block 345 eingeschaltet wird, wenn die Motorabbremsung
auftreten soll, wie im folgenden genauer beschrieben wird. Das Bremssteuermodul 344 nimmt weiter
einen Motorpositionssignal auf, welches auf einer Leitung 346 durch
das Nockenrad 332 und den Sensor 334 erzeugt wird.
Das Nockenrad wird durch die Motornockenwelle 46 angetrieben
(die wiederum durch die Kurbelwelle 42 angetrieben wird,
wie oben erwähnt)
und weist eine Vielzahl von Zähnen 348 aus magnetischem
Material auf, wobei drei davon in 21 gezeigt
sind, und die in der Nähe
des Sensors 334 laufen, wenn sich das Nockenrad 332 dreht. Der
Sensor 334, der eine Hall-Effektvorrichtung sein kann,
erzeugt ein Impulssignal auf der Leitung 346 ansprechend
auf das Durchlaufen der Zähne 348 über den
Sensor 334. Das Signal auf der Leitung 346 wird
auch zu einer Zylinderauswahlschaltung 350 und zu einer
Unterscheidungsvorrichtung 352 geliefert. Die Unterscheidungsvorrichtung 352 wandelt das
Positionssignal auf der Leitung 346 in ein Motordrehzahlsignal
um, welches zusammen mit der Zylinderauswahlschaltung 350 und
dem Signal, welches auf der Leitung 346 erzeugt wurde,
das Bremssteuermodul 344 anweist, wenn dieses eingeschaltet
ist, Steuersignale auf den Leitungen 340a, 340f mit
der ordnungsgemässen
Zeitsteuerung zu liefern. Wenn weiterhin das Bremssteuermodul 344 eingeschaltet bzw.
enabelt ist, wird ein Signal auf der Leitung 341 erzeugt,
um den Elektromagnettreiber 312 und den Elektromagneten 74 zu
aktivieren.
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Der Sensor 338 detektiert
das Durchlaufen von Zähnen
auf dem Zahnrad 336 und erzeugt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
auf der Leitung 354, welches zu einem nicht invertierenden
Eingang einer Additionsvorrichtung 356 geliefert wird.
Ein invertierender Eingang der Additionsvorrichtung 356 nimmt
ein Signal auf der Leitung 358 auf, welches eine erwünschte Geschwindigkeit
für das
Fahrzeug darstellt. Das Signal auf der Leitung 358 kann
durch einen Tempomat oder irgend eine andere Vorrichtung zur Einstellung
der Geschwindigkeit erzeugt werden. Das daraus resultierende Fehlersignal,
welches durch die Additionsvorrichtung 356 entwickelt wird, wird
zu der Schaltung 342 über
eine Leitung 360 geliefert. Die Schaltung 342 liefert
das Signal, welches von dem Auswahlschalter 330 erzeugt
wurde, oder das Fehlersignal auf der Leitung 360 zu dem
Bremssteuermodul 344 als ein Signal %BRAKING auf einer Leitung 361 abhängig davon,
welches Signal die grössere
Höhe hat.
Wenn das Fehlersignal, welches von der Additionsvorrichtung 356 entwickelt
wurde, ein negatives Vorzeichen hat, und wenn das Signal, welches
von dem Auswahlschalter 330 erzeugt wurde, auf einer Grösse ist,
die keine Bremsstärke
(oder 0%) anweist, weist die Schaltung 342 das Bremssteuermodul 344 an,
die Motorbremse zu beenden.
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Ein Boost- bzw. Ladesteuermodul 362 spricht
auf ein Signal an, welches BOOST genannt wird, welches von einem
Sensor 364 auf einer Leitung 365 erzeugt wird,
welcher die Grösse
des Einlasssammelleitungsluftddruckes eines Turboladers 366 des
Motors 30 detektiert. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat der Turbolader 366 eine Geometrie mit variabler Schaufel,
die gestattet, dass der Ladepegel durch das Ladesteuermodul 362 gesteuert
wird. Das Modul 362 nimmt ein Begrenzungssignal auf einer
Leitung 368 auf, welches durch das Bremssteuermodul 344 entwickelt
wurde, welches so viel Ladedruck bzw. Ladung zulässt, wie der Turbolader 366 bei
den gegenwärtigen
Motorzuständen
entwickeln kann, verhindert jedoch, dass das Ladesteuermodul die
Ladung auf ein Niveau steigert, welches einen Schaden an den Motorkomponenten
bewirken würde.
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Das Bremssteuermodul weist eine Nachschautabelle
oder Karte 370 auf, die von den Signal %BRAKING und BOGST
auf den Leitungen 361 bzw. 365 angesprochen wird,
und liefert Ausgangssignale DEG. ON und DEG. OFF an die Steuerung
der 23. 22 veranschaulicht in dreidimensionaler Form
die Inhalte der Karte 370, die die Ausgangssignale DEG.
ON und DEG. OFF als eine Funktion der Adressensignale %BRAKING und
BOGST aufweist. Die Signale DEG. ON und DEG. OFF zeigen die Zeitsteuerung
der Betätigung
und Entbetätigung
bzw. Lösung
des Elektromagnetsteuerventils in Grad nachdem ein Nockenmarkierungssignal
durch das Nockenrad 332 und den Sensor 334 erzeugt
wurde. Insbesondere weist das Nockenrad 332 vierundzwanzig Zähne auf,
wobei einundzwanzig davon identisch miteinander sind, und wobei
jeder davon 80% einer Zahnteilung mit einem Spalt von 20% einnimmt.
Zwei der restlichen drei Zähne
liegen einander gegenüber (d.
h. aufeinander folgend), während
der dritte davon beanstandet ist, und diese nehmen jeweils 50% einer Zahnteilung
mit einem Spalt von 50% ein. Das elektronische Steuermodul 72 detektiert
diese ungleichen Anordnungen, um zu bestimmen, wann der Zylinder Nr.
1 des Motors 30 den oberen Totpunkt zwischen dem Kompressionshub
und dem Leistungshub erreicht, genauso wie die Drehrichtung des
Motors.
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Das Signal DEG. ON wird an einen
Berechnungsblock 372 geliefert, der auf das Motordrehzahlsignal
anspricht, welches von dem Block 352 der 21 entwickelt wird, und welches ein Signal
entwickelt, welches die Zeit darstellt, nachdem ein Referenzpunkt
oder eine Markierung auf dem Nockenrad 332 an dem Sensor 334 vorbei
läuft,
wo das Signal auf einer der Leitungen 340a– 340f auf
einem hohen Zustand zu schalten ist. In gleicher Weise spricht ein Berechnungsblock 374 auf
das Motordrehzahlsignal an, welches von dem Block 352 erzeugt
wurde, und erzeugt ein Signal, welches die Zeit darstellt, nach der
der Referenzpunkt an dem Sensor 334 vorbeiläuft, wo
das Signal auf der gleichen Leitung 340a–340f in
einen Aus-Zustand zu schalten ist. Die Signale von den Blöcken 372, 374 werden
jeweils zu Verzögerungsblöcken 376, 378 geliefert,
die An- und Aus-Signale für
einen Elektromagnettreiberblock 380 erzeugen, und zwar
abhängig
von der Markierung, die durch das Nockenrad 332 und den
Sensor 334 und in Abhängigkeit
von dem speziellen Zylinder erzeugt wird, der bei der nächsten Abbremsung
einzusetzen ist. Das Signal, welches von dem Verzögerungsblock 376 erzeugt
wird, weist einen schmalen Impuls mit einer vorderen Kante auf,
die bewirkt, dass der Elektromagnettreiberblock 380 ein
Ausgangssignal entwickelt, welches einen Übergang von einem tiefen Zustand
zu einem hohen Zustand aufweist, während der Zeitsteuerblock 378 einen schmalen
Impuls erzeugt, der eine vordere Kante aufweist, die bewirkt, dass
das Ausgangssignal, welches von der Elektromagnettreiberschaltung 380 entwickelt
wurde, von einem hohen Zustand auf einem niedrigen Zustand umschaltet.
Das Signal, welches von der Elektromagnettreiberschaltung 380 erzeugt wird,
wird zu der entsprechenden Ausgangsleitung 340a–340f durch
einen Zylinderauswahlschalter 382 geleitet, der auf das
Zylinderauswahlsignal anspricht, welches von dem Block 350 der 21 erzeugt wird.
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Das Bremssteuermodul 344 wird
durch den Block 345 abhängig
von gewissen abgefühlten
Bedingungen eingeschaltet bzw. enabelt, wie von den Sensoren/Schaltern 383 detektiert.
Die Sensoren/Schaltern weisen einem Kupplungsschalter 383a auf,
der detektiert, wann eine Kupplung des Fahrzeugs von einem Bediener
in Eingriff gebracht wird (d. h. wann die Räder des Fahrzeugs ausser Eingriff mit
dem Motor des Fahrzeugs kommen), weiter einen Drosselpositionsschalter
bzw. Gaspedalschalter 383b, der detektiert, wann ein Drosselpedal
bzw. Gaspedal heruntergedrückt
wird, und einen Motordrehzahlsensor 383c, der die Drehzahl
des Motors detektiert, weiter einen Betriebsbremsenschalter 383d,
der ein Signal erzeugt, welches darstellt, ob das Betriebsbremsenpedal
bzw. Bremspedal des Fahrzeugs heruntergedrückt wird, einen An/Aus-Schalter 383e für den Tempomaten
und einen An/Aus-Schalter 383f für die Bremse. Falls erwünscht, kann
die Ausgangsgrösse
der Schaltung 352 in Hinblick auf das Signal geliefert
werden, welches von dem Sensor 383c erzeugt wird, wobei
in diesem Fall der Sensor 383c weggelassen werden kann.
Gemäss
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung wird das Bremssteuermodul 344 eingeschaltet,
wenn der An/Aus-Schalter 383f an ist, wenn die Motordrehzahl über einem
speziellen Niveau ist, wie beispielsweise 950 U/min, wenn der Fuss
des Fahrers entfernt von der Drossel bzw. dem Gaspedal und der Kupplung ist,
und der Tempomat ausgeschaltet ist. Das Bremssteuermodul 344 wird
auch eingeschaltet, wenn der An/Aus-Schalter 383f an ist,
wenn die Motordrehzahl über
dem gewissen Niveau ist, wenn der Fuss des Fahrers entfernt von
der Drossel bzw. dem Gaspedal und der Kupplung ist, und wenn der
Tempomat an ist und der Fahrer die Betriebsbremse herunter drückt. Bei
dem zweiten Satz von Bedingungen, und auch in Übereinstimmung mit dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel,
kann ein "Rollbetriebszustand" eingesetzt werden,
wenn die Motorbremse im Einsatz ist, und zwar nur während der
Fahrer die Betriebsbremse herunter drückt, wobei in diesem Fall das
Bremssteuermodul 344 ausgeschaltet wird, wenn der Fuss
des Fahrers von der Betriebsbremse weggenommen wird. Gemäss eines
optionalen "verriegelten" Betriebszustands,
der während
des Satzes von Bedingungen betreibbar ist, wie sie oben erwähnt wurden, wird
das Bremssteuermodul 344 durch den Block 345 eingeschaltet,
sobald der Fahrer auf die Betriebsbremse drückt, und bleibt eingeschaltet,
bis ein weiterer Eingang bzw. eine andere Eingangsgrösse, wie beispielsweise
das Herunterdrücken
der Drossel oder das Auswählen
einer Bremswirkung von 0% mittels des Schalters 330 geliefert
wird.
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Der Block 345 schaltet ein
Einspritzvorrichtungssteuermodul 384 ein, wenn das Bremssteuermodul 344 ausgeschaltet
wird, und umgekehrt. Das Einspritzvorrichtungssteuermodul 384 liefert
Signale über
die Leitungen 340a– 340f genauso,
wie über
die Leitungen 340g und 340h an die Stromsteuerschaltungen 304 und 306 der 20, so dass eine Brennstoffeinspritzung
erreicht wird.
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Wiederum mit Bezug auf 23 wird das Signal, welches
von der Elektromagnettreiberschaltung 380 entwickelt wird,
auch zu einem Stromsteuerlogikblock 386 geliefert, der
wiederum Signale auf den Leitungen 340i, 340j von
entsprechender Wellenform und Synchronisation mit den Signalen auf
den Leitungen 340a–340f zu
den Blöcken 308 und 310 der 20 liefert. Eine Programmierung,
um diesen Betriebsvorgang zu bewirken, liegt vollständig innerhalb der
Fähigkeiten
eines Fachmanns und wird hier im Detail nicht beschrieben.
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Es sei bemerkt, dass irgend eines
oder alle der in den 21 und 23 dargestellten Elemente durch
Software bzw. Programme, durch Hardware bzw. Komponenten oder durch
eine Kombination der beiden dargestellt werden kann.
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Das vorangegangene System gestattet
einen grossen Grad an Flexibilität
bei der Einstellung von sowohl der Zeitsteuerung als auch der Dauer
des Öffnens
des Auslassventils. Diese Flexibilität hat eine Verbesserung der
maximalen Bremswirkung zur Folge, die innerhalb der strukturellen
Grenzen des Motors erreichbar ist. Auch wird eine sanfte Ausführung des
Bremsvorgangs verbessert, insofern, dass alle Zylinder des Motors
verwendet werden können,
um einer Bremswirkung vorzusehen. Zusätzlich kann eine sanfte Modulation
der Bremsleistung von 0 bis zum Maximum erreicht werden, und zwar
aufgrund der Fähigkeit,
präzise
die Zeitsteuerung und die Dauer der Öffnung des Auslassventils bei
allen Motordrehzahlen zu steuern. Noch weiterhin kann in Verbindung
mit einem Tempomat, wie oben erwähnt, eine
sanfte Geschwindigkeitssteuerung während Bedingungen erreicht
werden, wo man einen Hügel
herunterfährt.
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Darüber hinaus gestattet die Anwendung
eines druckbegrenzten Massenmodulakkumulators die Einstellung eines
maximalen Akkumulatordruckes, was einen Schaden an den Motorkomponenten
verhindert. Insbesondere wenn der maximale Druck des Akkumulators
ordnungsgemäss
eingestellt ist, kann die maximale Kraft, die auf die Auslassventile
aufgebracht wird, niemals eine voreingestellte Grenze überschreiten,
und zwar ungeachtet der Zeit bzw. des Zeitpunktes des Ventilöffnungssignals.
Wenn das Ventilöffnungssignal
zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, wo die Zylinderdrücke extrem
hoch sind, werden die Auslassventile sich einfach nicht öffnen anstatt
ein strukturelles Versagen des Systems zu verursachen.
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Ebenfalls werden durch Rückleitung
des Öls zurück zum Pumpeneinlassdurchlass 160 von
der Betätigungsvorrichtung 110 während des
Bremsens die Anforderungen minimiert, die der Ölpumpe des Motors auferlegt
werden, sobald der Bremsbetriebszustand eingerichtet wird.
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Es sei bemerkt, dass die Integration
einer Geschwindigkeitssteuerung bzw. eines Tempomaten können und/oder
einer Turboladersteuerung in der Schaltung der 21 optional ist. Tatsächlich kann die Schaltung der 21 in einer Weise modifiziert werden,
die dem Fachmann offensichtlich ist, um dadurch die Anwendung einer
Traktionssteuerung damit einzurichten, wodurch die Bremsleistung
moduliert wird, um ein Durchrutschen der Räder zu verhindern, falls erwünscht.
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Die Integration der Verdrahtung und
der Verbindungen der Einspritzvorrichtung und der Bremsen mit dem
elektronischen Steuermodul gestattet eine mehrfache Anwendung der
Treiber, der Steuerlogik und der Verdrahtung, und bringt somit wenig
zusätzliche
Kosten hinzu, um ein robustes und präzises Bremssteuersystem zu
erreichen.
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Zusammengefasst sieht die Steuerung
der vorliegenden Erfindung eine aus reichende Kraft vor, um mehrere
Auslassventile gegen die Kompressiondrücke innerhalb des Zylinders
zu öffnen,
so dass dies hoch genug ist, um erwünschte Leistungspegel der Motorabbremsung
zu erreichen, und gestattet eine Einstellung des freien Weges oder
Leergangs zwischen der Betätigungsvorrichtung
und dem Auslassventilkipphebel. Zusätzlich wird der gesamte Weg
der Betätigungsvorrichtung
gesteuert, um eine Gegenwirkung von dem Ventil auf den Kolben zu
verhindern, und um hohe Stosslasten in der Betätigungsvorrichtung zu verhindern.
Noch weiterhin können
die Öffnungs-
und Verschlussgeschwindigkeiten der Auslassventile gesteuert werden.
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Wie die vorangegangene Besprechung zeigt,
der kann eine Motorbremswirkung erreicht werden durch Öffnen der
Auslassventile von einigen der Motorzylinder oder allen Motorzylindern
an einem Punkt gerade vor dem oberen Totpunkt. Als eine Alternative
kann (können)
das (die) Auslassventil (e), das (die) mit jedem Zylinder assoziiert
ist (sind), ebenfalls an einem Punkt nahe dem unteren Totpunkt (BDC)
geöffnet
werden, so dass der Zylinderdruck unterstützt bzw. geladen wird. Dieser
gesteigerte Zylinderdruck bewirkt, dass eine grössere Bremskraft entwickelt
wird, und zwar aufgrund des gesteigerten Verzögerungseffektes der Motorkurbelwelle.
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Insbesondere wie in den 24 und 25 zu sehen, wird ein weiteres Öffnungsereignis
des Auslassventils nahe dem unteren Totpunkt hinzugefügt, wie
von der Kurve 394 dargestellt, und zwar zusätzlich zu
dem üblichen Öffnungsereignis
des Auslassventils, welches durch die Kurve 390 veranschaulicht wird,
und zwar während
des Auslasshubes des Motors, und zu dem Öffnungsereignis des Auslassventils,
welches durch die Kurve 392 dargestellt wird, und zwar
um den oberen Totpunkt herum beim Ende eines Kompressionshubes,
wie von der Auslasssteuerung eingerichtet, wie zuvor beschrieben.
Dieses Ereignis, welches durch eine geeignete Programmierung des
elektronischen Steuermoduls 72 hinzugefügt wird, wenn und zwar in einer
Weise, die dem Fachmann offensichtlich ist, gestattet, dass eine Druckspitze
in der Auslasssammelleitung des Motors erscheint und von dem Teil
396 einer
Auslasssammelleitungsdruckkurve 398 dargestellt wird, um
den Druck in dem Zylinder genau vor der Kompression zu erhöhen. Diese
Aufladung hat eine Drucksteigerung über den Zylinderdruck zur Folge,
der von der Kurve 400 der 25 dargestellt
wird.
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26 veranschaulicht
ein alternatives Ausführungsbeispiel
des Akkumulators 100, der den Platz des Ölmassenmodulakkumulators
einnehmen kann, der in 12 veranschaulicht
ist. Der Akkumulator der 26 weist
die mechanische Bauart auf und weist eine ausdehnbare Akkumulatorkammer 412 auf,
die einen festen zylindrischen Mittelteil 414 und einen
bewegbaren äusseren
Teil 416 aufweist, der eng um den Mittelteil 414 herum
passt und konzentrisch damit ausgeführt ist. Ein Paar von Federn, die
schematisch bei 418 und 419 gezeigt sind, ist zwischen einem Schulterteil 420 des äusseren
Teils 416 und einem Abstandshalter 421 gelegen
und liegt an diesen an, der an dem Motorkopf angeordnet ist und das
den äusseren
Teil 416 nach oben vorspannt, wie in 96 zu
sehen.
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Der Mittelteilen 414 weist
eine Mittelbohrung 422 auf, die in Strömungsmittelverbindung mit der Pumpeneinheit 88 über Leitungen 424, 426 und 428 ist.
Während
des Betriebs setzt die Pumpeneinheit 88 Öl unter
Druck, welches durch die Leitungen 424–428 an die Mittelbohrung 422 des
Mittelteils 414 geliefert wird. Ein mit Gewinde versehener
Stecker 430 ist in den unteren Teil des äusseren
Teils 416 eingeschraubt, um eine Dichtung gegen das Entweichen
von Öl
vorzusehen, und daher sammelt sich das unter Druck gesetzte Öl in einer
Ausnehmung 432 genau über
dem mit Gewinde versehenen Stecker 430. Das unter Druck
gesetzte Öl
drückt
den äusseren
Teil 416 nach unten gegen die Kraft, die von den Federn 418 und 419 ausgeübt wird,
so dass das Volumen der Ausnehmung 432 steigt. Eine Überfüllung der
Ausnehmung 432 wird durch Entlüftungslöcher bzw. Auslasslöcher 434, 436 verhindert,
die schliesslich freigelegt werden, wenn Öl in die Ausnehmung 432 eingeleitet
wird, und die bewirken, dass das Öl in der Ausnehmung 432 entlüftet wird.
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Mit Bezug auf 27 ist eine Betätigungsvorrichtung 440 veranschaulicht,
die an Stelle der in 5 veranschaulichten
Betätigungsvorrichtung 110 oder 112 verwendet
werden kann. Die Betätigungsvorrichtung 440 weist
eine äussere
Hülle 442 auf,
die in eine Bohrung 444 in dem Hauptkörper 132 an einer einstellbaren
Axialposition gleitgepasst wird, und die von den oberen und unteren
O-Ringen 445a, 445b abgedichtet wird. Falls erwünscht kann
eine enge Passung zwischen der äusseren
Hülse 442 und
der Bohrung 444 vorgesehen werden, wobei in diesem Fall
O-Ringe 445a, 445b weggelassen werden können. Ein
oberer Teil 446 wird in eine Bohrung 448 in dem
Hauptkörper 132 verschraubt,
und eine Scheibe 450 wird über einem Ende mit Gewinde 451 angeordnet.
Eine Mutter 452 wird über
das mit Gewinde versehene Ende 451 verschraubt und hilft
dabei, die Betätigungsvorrichtung 440 innerhalb
des Hauptkörpers 132 an
der erwünschten
axialen Position zu halten. Ein mit Gewinde versehener Stecker 454 wird
in einer Gewindebohrung 456 an einer einstellbaren axialen
Position innerhalb des oberen Teils 446 aufgenommen.
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Innerhalb der äusseren Hülle 442 ist eine Hilfsströmungsmittelsteuervorrichtung
in Form eines Kolbens 458 angeordnet, der eine mittlere
Bohrung 460 dort hindurch aufweist, und einen verlängerten unteren
Teil 462, der einen mit Sockel versehenen Schwenkfuss 464 bzw.
Sockelschwenkfuss 464 trägt, der in einem hohlen Ende
des unteren Teils 462 durch einen O-Ringhalter 465 gehalten
wird. Der Schwenkfuss 464 ist geeignet, um mit einem Auslassventilkipphebel
in Eingriff zu kommen, (der in 27 nicht
gezeigt ist). Der unter Teil 462 erstreckt sich über ein
offenes Ende 466 der äusseren
Hülle 442.
Eine Feder, die schematisch bei 467 veranschaulicht ist,
wird zusammengedrückt
zwischen einer Scheibe 468 und dem Haltering 469 und
der Schulter 470 des Kolbens 458 angeordnet. Erste
und zweite Gleitdichtungen 472, 474 sehen eine
Abdichtung zwischen dem Kolben 458 und der äusseren Hülle 442 vor.
Falls erwünscht,
können
die Dichtungen 472, 474 weggelassen werden, wenn
eine dichte Gleitpassung zwischen dem Kolben 458 und der
anderen Hülse 442 vorgesehen
wird.
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Eine Hauptströmungsmittelsteuervorrichtung
in Form eines Ventilkolbens 476 ist innerhalb der mittleren
Bohrung 460 angeordnet. Eine Feder 477 ist zwischen
dem Schwenkfuss 464 und der Schulter 478 des Ventilkolbens 476 angeordnet
und spannt den Ventilkolben 476 nach oben. Eine weitere
Gleitdichtung 480 ist zwischen dem Ventilkolben 476 und der äusseren
Hülse 442 angeordnet.
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Der Betrieb der Betätigungsvorrichtung 440 ist
identisch mit der oben beschriebenen Betätigungsvorrichtung 110 oder 112,
und zwar in der Weise, dass der Kolben 458 und der Ventilkolben 476 zusammenwirken,
um den Hub zu steuern und die Kraft zu regeln, die von dem Kolben 458 vorgesehen
wird. Der Kolben 458 hat abgewinkelte Bohrungen (die in dem
Querschnitt der 27 nicht
zu sehen sind) und eine ringförmige
Nut 482, die sich in Eingriff mit einem Hochdruck-Ring 484 und
ausser Eingriff damit bewegt, und ein Niederdruck-Volumen 486,
welches durch einen Durchlass 488 mit den Sumpf verbunden ist,
um alle Funktionen vorzusehen, die zuvor in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
beschrieben wurden, und zwar mit der Ausnahme, dass Öl frei aus dem
offenen Ende 466 der äusseren
Hülse 442 fliesst,
anstatt zum Pumpeneinlass zurückgeleitet
zu werden.
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Der Laufweg des Kolbens 476 wird
bestimmt durch die axiale Position des Steckers 454 in
der Gewindebohrung 456. Zusätzlich können der Leergang oder der
Raum zwischen dem Schwenkfuss 464 und dem Auslasskipphebel
eingestellt werden durch Einstellung der axialen Position des oberen
Teils 446 der Betätigungsvorrichtung 440 in
der Gewindebohrung 448. Die Mutter 452 kann dann
festgezogen werden, um eine weitere axiale Verschiebung der Betätigungsvorrichtung 440 zu
verhindern.
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Mit Bezug auf 28 ist eine weitere Betätigungsvorrichtung 490 gemäss der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht. Die Betätigungsvorrichtung 490 ist ähnlich der
Betätigungsvorrichtung 440 und arbeitet
in gleicher Weise, und daher werden nur die Unterschiede zwischen
den beiden hier im Detail besprochen.
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Die Betätigungsvorrichtung 490 weist
einen Betätigungsvorrichtungskörper 492 auf,
der eng in eine Bohrung 494 des Hauptkörpers 132 gleitgepasst ist.
Eine Hilfsströmungsmittelsteuervorrichtung
in Form eines Kolbens 496 weist einen verlängerten
unteren Teil 498 mit einer Gewindebohrung 499 auf.
Ein zylindrisches Glied 500 ist in die Gewindebohrung 499 an
einer einstellbaren Position eingeschraubt und wird an einer derartigen
Position durch irgend welche geeigneten Mittel gehalten, wie beispielsweise
durch ein Nylon-Kissen
oder eine bekannte Verriegelungszusammensetzung bzw. Schraubensicherung.
Das zylindrische Glied 500 weist einen Sockelschwenkfuss 501 auf,
der innerhalb eines hohlen Endes des zylindrischen Gliedes 500 durch
einen Halte-O-Ring 503a gehalten wird, und der ähnlich dem Schwenkfuss 464 ist,
und zwar dahingehend, dass der Fuss 501 in Eingriff mit
einem Kipphebel kommen kann, der wiederum mit Auslassventilen eines
Zylinders gekoppelt ist. Der untere Teil 498 erstreckt
sich durch eine Endkappe 502, die in die Bohrung 494 verschraubt
ist, und ein O-Ring 503b verhindert die Leckage von Öl zwischen
der Endkappe 502 und dem unteren Teil 498. Ein
Satz von Belleville-Federn bzw. Tellerfedern 504, oder
alternativ eine Wellenfeder wird zusammengedrückt zwischen dem Kolben 496 und
der Endkappe 502 gesetzt. Die Endkappe 502 und
hält weiter
den Betätigungsvorrichtungskörper 492 ergeben
eine Oberseite der Bohrung 494.
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Zusätzlich kann ein Paar von optionalen Gleitichtungen 505a, 505b zwischen
dem Kolben 496 und dem Betätigungsvorrichtungskörper 492 vorgesehen
werden, falls nötig
oder wünschenswert, oder
passende bearbeitete Oberflächen
des Kolbens 496 und des Betätigungsvorrichtungskörpers 492 können vorgesehen
werden, wobei in diesem Fall die Dichtungen 505a, 505b nicht
nötig wären.
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Eine Hauptströmungsmittelsteuervorrichtung
in Form eines Ventilkolbens 506 ist eng innerhalb einer
mittleren Bohrung 507 des Kolbens 496 aufgenommen.
Der Ventilkolben 506 weist einen vergrösserten Kopf 508 auf,
der innerhalb einer Ausnehmung 509 mit Schulter in dem
Hauptkörper 492 an geordnet
ist. Eine Gleitdichtung 510 ist zwischen dem Ventilkolben 506 und
dem Betätigungsvorrichtungskörper 492 angeordnet,
und eine Feder 511 wird zusammengedrückt zwischen dem zylindrischen
Glied 500 und dem Ventilkolben 506 angeordnet.
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Obwohl dies nicht gezeigt ist, erstreckt
sich ein Durchlass zwischen dem Raum, der die Scheibenfedern 504 enthält und dem
Pumpeneinlass 160 der 9.
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Wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen
weisen der Kolben 496 und der Ventilkolben 506 die
Durchlässe
und ringförmigen
Nuten auf, die bewirken, dass die Betätigungsvorrichtung 490 in
der oben beschriebenen Weise arbeitet.
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Der Spalt zwischen einer Oberseite 512 des vergrösserten
Kopfes 508 und einer weiteren Stirnseite 514,
die in dem Hauptkörper 132 ausgebildet ist,
bestimmt die Hubgrösse
des Ventilkolbens 506. Die Leergangeinstellung wird bewirkt
durch Schrauben des zylindrischen Teils 500 in die Gewindebohrung 499 bis
zu einer erwünschten
Positionen.
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29 veranschaulicht
noch eine weitere Betätigungsvorrichtung 526 gemäss der vorliegenden
Erfindung, wobei Elemente, die gemeinsam in den 28 und 29 vorkommen,
gleichen Bezugszeichen zugeordnet sind. Wie bei dem Ausführungsbeispiel
der 2 weist ein Kolben 496 eine
mittlere Bohrung 507 auf, die einen Ventilkolben 506 aufnimmt.
Ebenfalls ist ein zylindrisches Glied 500 in einen verlängerten
unteren Teil 498 des Kolbens 496 an einer einstellbaren
Position verschraubt, und ein Sockelschwenkfuss 501 wird
auf dem Ende des zylindrischen Teils 500 befestigt. Anders
als bei dem Ausführungsbeispiel
der 28 ist jedoch der
Kolben 496 direkt innerhalb einer Bohrung 528 in
dem Hauptkörper 132 aufgenommen,
und zwar ohne Anwendung des Betätigungsvorrichtungskörpers 492. Optionale
Gleitdichtungen 529a, 529b, ähnlich den jeweiligen Dichtungen 505a, 505b,
der können
vorgesehen werden, um zwischen dem Kolben 496 und der Bohrung 528 abzudichten.
Eine mit Gewinde versehene Endkappe 530 wird in die Bohrung 528 verschraubt
und trägt
einen O-Ring 532, der die Leckage von Öl über diesen verhindert. Eine
Schraubenfeder 533 wird für die Scheibenfedern 504 eingesetzt und
wird zusammengedrückt
zwischen der Endkappe 530 und einer Ausnehmung 534 in
dem Kolben 496 gesetzt.
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Ein mit Gewinde versehener Stecker 535 wird
in einer Gewindebohrung 536 in dem Hauptkörper 132 an
einer einstellbaren Position verschraubt, um eine einstellbare Hubgrösse für den Ventilkolben 506 vorzusehen.
Eine Gleitdichtung 537, ähnlich der Dichtung 510,
sieht eine Abdichtung zwischen dem Ventilkolben 506 und
der Bohrung 528 vor.
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Das Ausführungsbeispiel der 29 ist ansonsten identisch
mit dem Ausführungsbeispiel
der 28 und arbeitet
in der gleichen Weise.
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Zusätzlich zu den vorangegangenen
Alternativen sei bemerkt, dass das Kugelventil 176, welches in
den 15 und 16 veranschaulicht ist, durch
irgend eine andere geeignete Bauart eines Ventils ersetzt werden
kann. Wie beispielsweise in 30 zu sehen,
kann ein Sitzventil 550 statt dem Kugelventil 176 eingesetzt
werden. Wie bei dem Kugelventil 176 der 15-19 steuert das Sitzventil 550 die
Durchleitung des unter Druck gesetzten Öls zwischen dem Durchlass 172 und
dem Durchlass 204. Das Sitzventil weist ein Ventilglied 552 auf,
welches in einer Ventilbohrung 554 angeordnet ist und davon
geführt
wird. Das Ventilglied 552 weist weiter einen Kopf 556 auf, der
mit Gewinde versehen ist, um die Gewindegänge einer Schraube 558 aufzunehmen,
die identisch mit der Schraube 186 der 15–19 ist. Wie bei den vorherigen
Ausführungsbeispielen,
weist die Schraube 558 einen Kopf auf, der innerhalb eines
Ankers 560 aufgenommen ist.
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Ein hinterer Anschlag 562 ist
von einer Elektromagnetwicklung beabstandet, die schematisch bei 564 veranschaulicht
ist, und zwar durch einen Ankerabstandshalter 566, und
ist benachbart zu einem Sitzabstandshalter 568 angeordnet.
Das Ventilglied 552 weist weiter einen Zwischenteil 570 auf,
der in nerhalb einer gestuften Ausnehmung 572 in dem Sitzabstandshalter
angeordnet ist. Der Zwischenteil 570 weist einen umlaufenden
Flansch 574 auf, der eine Dichtfläche 576 besitzt, die
in Eingriff mit einem Dichtungssitz 578 durch eine Feder 580 vorgespannt ist,
die zusammengedrückt
zwischen dem Flansch 574 und einer Stirnseite 582 des
hinteren Anschlags 562 eingesetzt wurde.
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Ein Sitzventil 550 ist in
dem eingeschalteten oder erregten Zustand gezeigt, wo der Anker 560 zu der
Elektromagnetwicklung 564 hingezogen wird, und zwar aufgrund
des darin fliessenden Stroms. Die Verschiebung des Ankers 560 bewirkt,
dass das Ventilglied 552 in ähnlicher Weise verschoben wird,
wodurch bewirkt wird, dass die Dichtfläche 576 von dem Dichtungssitz 578 beabstandet
ist. Diese Beabstandung gestattet eine Strömungsmittelverbindung zwischen
den Durchlässen 172 und 204.
Zusätzlich
wird eine Schulter 590 des Zwischenteils 570 gegen
die Stirnseite 582 des hinteren Anschlags gedrückt, um eine
Strömungsmittelverbindung
zwischen den Durchlässen 172 und 204 auf
der einen Seite und einem Ablaufdurchlass 592 auf der anderen
Seite zu verhindern.
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Wenn der Stromfluss zu der Elektromagnetwicklung 564 beendet
ist, drückt
die Feder 580 das Ventilglied 552 nach links,
wie in 30 zu sehen, so dass die Dichtfläche 576 gegen
den Abdichtungssitz 578 gedrückt wird, wodurch eine Strömungsmittelverbindung
zwischen den Durchlässen 172 und 204 verhindert
wird. Zusätzlich
ist die Schulter 590 von der Stirnseite 582 des
hinteren Anschlags 562 beabstandet, wodurch eine Strömungsmittelverbindung zwischen
dem Durchlass 204 und dem Ablaufdurchlass 592 gestattet
wird.
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Zahlreiche Modifikationen und alternative Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden dem Fachmann bei der Durchsicht der vorangegangenen Beschreibung
offensichtlich werden. Entsprechend ist diese Beschreibung nur als
veranschaulichend zu sehen und ist zum Zwecke der Belehrung des
Fachmanns bezüglich
des besten Weges zur Ausführung der
Erfindung vor gesehen. Die Details der Struktur können wesentlich variiert werden
ohne vom Umfang der beigefügten
Ansprüche
abzuweichen.