Jacobs Vehicle Systems stellt 1,5-Takt-HPD (High Power Density)-Motorbremse vor

Die neue Version der innovativen Bremstechnologie von Jacobs baut auf einer modularen Dekompressionsbremsen-Plattform auf, die gemäß der jeweiligen Motorcharakteristik spezifiziert und an die lokalen Marktanforderungen angepasst werden kann.

BLOOMFIELD, CT, USA – Jacobs Vehicle Systems®, der weltweit führende Hersteller von Motorbremssystemen für Heavy-Duty-Dieselmotoren, hat mit der 1,5-Takt-HPD-Version eine neue Variante der innovativen High Power Density® (HPD®) -Motorbremse herausgebracht, die das Unternehmen 2016 in einem Demonstrationsfahrzeug vorgestellt hat. Diese neue HPD-Option bietet für schwere Fahrzeuge eine deutlich höhere zusätzliche Bremskraft als herkömmliche Dekompressionsbremsen, ist aber weniger komplex und außerdem kostengünstiger als die Zweitakt-HPD-Motorbremse.

Wie die Zweitakt-HPD-Motorbremse stattet auch die 1,5-Takt-HPD-Version Motoren mit kleinem und mittlerem Hubraum mit der Verzögerungsleistung großer Motoren aus. Durch eine andere Strategie für Motorsteuerung und Ventilöffnung als bei der Zweitakt-HPD-Motorbremse, arbeitet das 1,5-Takt-HPD-System mit einer etwas konservativeren technischen Strategie, die den Anforderungen einiger Motoren besser gerecht wird – ohne Abstriche bei der Leistung.

„Die 1,5-Takt-HPD-Motorbremse ist eine Neuentwicklung aus Jacobs‘ laufendem HPD-Prototyping-Programm. Sie folgt auf das Zweitakt-HPD-System, das für ein besonders komplexes Motordesign entwickelt wurde“, erklärt Steve Ernest, Vice President of Engineering & Business Development bei Jacobs Vehicle Systems. „Die 1,5-Takt-HPD-Motorbremse ist eine einfacher aufgebaute und kostengünstigere Alternative, mit der unsere Kunden im Verhältnis die gleiche Steigerungsrate bei der Bremsleistung erreichen können wie mit dem Zweitakt-HPD-System, sofern die Motorhardware dafür geeignet ist.“

„Jacobs kann den OEM jetzt eine modulare Dekompressionsbremsen-Plattform anbieten – von der Standard-Dekompressionsbremse über die 1,5-Takt-HPD-Motorbremse bis hin zum Zweitakt-HPD-System. Durch die Integration der Jacobs-Technologie schon zu Beginn eines Motor-Entwicklungsprogramms können die Motorbremsoptionen einfach spezifiziert und an die Anforderungen des geografischen Marktes, die Anwendung und den Lebenszyklus angepasst werden, wobei 99 % der Konstruktionselemente gleich bleiben. Das spart Zeit und Kosten. Die Validierung ist bereits erfolgt und die Technologie ist im Kern zukunftssicher“, stellt Ernest fest.

Konventionelle Motorbremsen haben für jede Nockenumdrehung des Motors einen Dekompressionsvorgang (compression release, CR) und einen Bremsgasrückführungsvorgang (brake gas recirculation, BGR). Bei der Zweitakt-HPD-Motorbremse eliminieren Mechanismen zur Zylinderdeaktivierung die Hauptvorgänge an den Einlass- und Auslassventilen, sodass die entsprechenden Bremskipphebel zwei Einlass-, zwei CR- und zwei BGR-Ereignisse pro Nockenumdrehung realisieren können. Bei der 1,5-Takt-HPD-Motorbremse wird das Auslassereignis deaktiviert. Die Hauptvorgänge an den Einlassventilen werden jedoch nicht deaktiviert und es finden keine zusätzlichen Einlassventilhübe zur Unterstützung des zweiten Dekompressionsvorgangs statt. Für den ersten Dekompressionsvorgang steht die normale Ansaugung zur Verfügung. Die Gase für den zweiten Dekompressionsvorgang stammen ausschließlich aus der Rückführung der
Abgaskrümmergase, ohne dass Luft aus dem Ansaugkrümmer angesaugt wird.

Vergleich Ventilbewegungen 1,5-Takt-HPD-Motorbremse mit Zweitakt-HPD-Motorbremse Mit diesem vereinfachten Konzept erzielt die 1,5-Takt-HPD-Motorbremse im Vergleich zu herkömmlichen Dekompressionsbremsen noch immer eine Verbesserung der Bremsleistung um bis zu 40 % bei hohen Motordrehzahlen und um bis zu 100 % bei niedrigen Motordrehzahlen. Aufgrund der zunehmenden Anzahl von Motoren mit höherer Leistungsdichte und geringeren Betriebsdrehzahlen – zur Senkung von Kraftstoffverbrauch und Gesamtbetriebskosten – sind die Vorteile im unteren Drehzahlbereich besonders relevant.

Bremsleistungen verschiedener Motorbremstechnologien von Jacobs im Vergleich Die Überlegenheit der 1,5-Takt-HPD-Motorbremse gegenüber konventionellen Dekompressionsbremsen ergibt sich in erster Linie aus den hohen Luftmassenströmen beim Zweitakt-HPD-Zyklus bei niedriger Motordrehzahl, die den Wirkungsgrad des Turboladers verbessern. Der Grad der Optimierung ist abhängig von Motorarchitektur, Konstruktionsgrenzen und anderen Einschränkungen. Die höchste Motorbremsleistung ist mit Turboladern mit variabler Geometrie, höherer zulässiger Temperatur an der Einspritzdüsenspitze, höherer Gegendruckfähigkeit und einer Möglichkeit zur Einstellung von Lade- oder Gegendruck zu erreichen.

Die Verzögerungsleistung der Motorbremse wird immer wichtiger, weil die Schlüsselstrategien zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz die natürliche Fahrzeugverzögerung durch Luftwiderstand, Reibung im Motor und Antriebsstrang sowie den Rollwiderstand der Reifen reduzieren. Ein weiterer Effekt der Marktnachfrage nach sparsamem Kraftstoffverbrauch ist die Umstellung von Flottenfahrzeugen auf Erdgasmotoren, deren kleinere Turbolader und niedrigeres Verdichtungsverhältnis die Verzögerungsleistung der Motorbremse um bis zu 25 % reduzieren können. Das HPDKonzept gleicht diesen Verlust aus, sodass Flotten ihre Standardbeladungen weiterhin sicher transportieren können.

16. Mai 2018