DE102005027075A1

DE102005027075A1 - Verbrennungsmotor mit einem elektromotorisch bzw. elektromagnetisch gesteuerten Ventiltrieb

Info

Publication number: DE102005027075A1
Application number: DE102005027075A
Authority: DE
Inventors: Johannes Meyer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-06-11
Filing date: 2005-06-11
Publication date: 2007-01-04

Abstract

Verbrennungsmotor, insbesondere für Fahrzeug, mit DOLLAR A - einem Kurbelgehäuse, DOLLAR A - mindestens einem Zylinderkopf, der auf dem Kurbelgehäuse angeordnet ist, DOLLAR A - einer Ansaugeinrichtung, über die einem oder mehreren Zylindern des Verbrennungsmotors Luft oder ein Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt wird, DOLLAR A - einem Ventiltrieb, der zur Steuerung von Einlassventilen und/oder von Auslassventilen des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, wobei der Ventiltrieb durch mindestens einen elektromotorischen bzw. elektromagnetischen Aktor angetrieben ist, DOLLAR A - einer Steuerelektronik, welche zur Ansteuerung des mindestens einen Aktors vorgesehen ist. DOLLAR A Die Steuerelektronik ist in einem Bereich zwischen dem Kurbelgehäuse und der Ansaugeinrichtung angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem elektromotorisch bzw. elektromagnetisch gesteuerten Ventiltrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Seit geraumer Zeit werden Verbrennungsmotoren mit elektromotorisch bzw. elektromagnetisch gesteuerten Ventiltrieben erforscht. Im Unterschied zu herkömmmlichen Verbrennungsmotoren, bei denen die Einlassventile und die Auslassventile mechanisch durch eine Nockenwelle gesteuert werden, werden bei Motoren, die mit einem elektromotorischen bzw. elektromagnetischen Ventiltrieb ausgestattet sind, die Einlassventile und/oder die Auslassventile durch elektromotorische bzw. elektromagnetische Aktuatoren gesteuert. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass die Ventilsteuerung von der Kurbelwelle entkoppelt ist und frei programmiert werden kann. Die Aktuatoren eines elektromotorischen bzw. elektromagnetischen Ventiltriebs werden durch eine Steuerelektronik in Abhängigkeit momentaner Betriebsparameter, wie z.B. Motordrehzahl, Last, Motortemperatur, etc. angesteuert. Bei Motoren mit elektromagnetischen Ventiltrieben, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, ist das "Ventilsteuergerät" an der Oberseite des Zylin derkopfs angeordnet. Bei V-Motoren ist jeweils an jedem der Zylinderköpfe eine zugeordnete Steuerelektronik angeordnet. Wenn die Steuerelektronik an der Oberseite des Zylinderkopfes bzw. bei V-Motoren an der Oberseite der Zylinderköpfe angeordnet wird, vergrößert sich dadurch die "Höhe" des Motors, was zu Bauraumproblemen führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotor mit einem elektromotorischen bzw. elektromagnetischen Ventiltrieb zu schaffen, bei dem das bzw. die Ventilsteuergeräte so angeordnet sind, dass sich eine kompakte Bauweise des Motors ergibt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patenanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung geht von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Verbrennungsmotor für Fahrzeuge aus, der ein Kurbelgehäuse und mindestens einen auf dem Kurbelgehäuse angeordneten Zylinderkopf aufweist. Ferner ist eine Ansaugeinrichtung vorgesehen, über die einem oder mehreren Zylindern des Verbrennungsmotors Luft bzw. ein Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt wird. In den mindestens einen Zylinderkopf ist ein elektromotorischer bzw. elektromagnetischer Ventiltrieb integriert. Der Ventiltrieb weist einen bzw. mehrere elektromotorische bzw. elektromagnetische Aktoren auf, mit denen die Einlassventile bzw. die Auslassventile des Verbrennungsmotors geöffnet werden können. Der bzw. die Aktoren werden durch eine Steuerelektronik angesteuert.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Steuerelektronik in einem Bereich zwischen dem Kurbelgehäuse und der Ansaugeinrichtung des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Betrachtet man den Verbrennungsmotor näher, so weist das Kurbelgehäuse eine kurbelwellennahe Unterseite und eine der Unterseite abgewandte, gegenüberliegende Oberseite auf. Die Steuerelektronik ist vorzugsweise in einem Bereich zwischen der Oberseite des Kurbelgehäuses und der Ansaugeinrichtung angeordnet. Bei herkömmlichen Motoren ist dieser Bereich ein weitgehend ungenutzter Bauraum. Durch Anordnung der Steuerelektronik in diesem Bereich ergibt sich eine sehr kompakte Bauweise des Verbrennungsmotors. Eine derartige Anordnung hat ferner den Vorteil, dass die dort herrschenden Temperaturen geringer sind als im Bereich des Zylinderkopfs bzw. auf der Abgasseite des Verbrennungsmotors. Die Steuerelektronik ist somit vergleichsweise geringen thermischen Belastungen ausgesetzt.

Die oben beschriebene Anordnung der Ventilsteuerelektronik eignet sich nicht nur für Reihenmotoren, bei denen sämtliche Zylinder in einer Reihe angeordnet sind, sondern insbesondere auch für V-Motoren, die zwei Zylinderbänke aufweisen, die in einer V-Anordnung zueinander stehen. Die Ventiltriebe der beiden Zylinderbänke können durch eine gemeinsame Steuerelektronik oder durch jeweils eine separate Steuerelektronik angesteuert werden. Unabhängig davon, ob eine oder mehrere Steuerelektroniken vorgesehen sind, können diese in einem Bereich zwischen den beiden Zylinderbänken angeordnet sein. Vorzugsweise ist jeder der beiden Zylinderbänke jeweils eine separate Steuerelektronik zugeordnet. Die Steuerelektronik der einen Zylinderbank ist dieser Zylinderbank zugewandt und die Steuerelektronik der anderen Zylinderbank kann dann der anderen Zylinderbank zugewandt sein.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann zwischen den beiden Steuerelektroniken eine Kühleinrichtung angeordnet sein. Vorzugsweise sind die beiden Steuerelektroniken unmittelbar an gegenüberliegenden Außenseiten eines Gehäuses einer Kühleinrichtung angeordnet.

Die Steuerelektronik ist über elektrische Leitungen mit den zugeordneten Aktoren des Ventiltriebs verbunden. Die Verkabelung zu den einzelnen Aktoren kann durch die einzelnen Saugrohre zu den Kontaktstellen oberhalb der Aktoren an der Zylinderkopfhaube geführt werden. Alternativ dazu können die Kontaktstellen auf der Saugseite des Zylinderkopfes angeordnet werden und die Verkabelung kann zwischen den einzelnen Saugrohren hindurch geführt werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Steuerelektronik ergeben sich relativ kurze Leitungslängen.

Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung am Beispiel eines V-Motors.
1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1, der ein Kurbelgehäuse 2 und zwei in V-Anordnung zueinander stehende Zylinderbänke 3, 4 aufweist, an deren Oberseiten 5, 6 jeweils ein Zylinderkopf 7, 8 angeflanscht ist. In die Zylinderköpfe 7, 8 ist jeweils ein hier nicht näher dargestellter elektromotorischer bzw. elektromagnetischer Ventiltrieb integriert. Im Unterschied zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren werden die Ventile also nicht durch eine Nockenwelle, sondern durch elektromotorische bzw. elektromagnetische Aktoren gesteuert. Jeder der beiden Zylinderbänke 3, 4 ist jeweils eine separate Sauganlage 9 bzw. 10 zugeordnet. Die Saugrohre der Sauganlage 9 erstrecken sich von der Zylinderbank 3 bogenförmig nach oben in Richtung zum Zylinderkopf 8 der Zylinderbank 4. Die Saugrohre der Sauganlage 10 erstrecken sich spiegelbildlich von der Zylinderbank 4 zum Zylinderkopf 7 der Zylinderbank 3. Zwischen den Saugrohren der beiden Sauganlagen 9, 10 und einer Oberseite 11 des Kurbelgehäuses 2 ist ein Freiraum 12 vorgesehen. In diesem Freiraum 12 ist eine erste Steuerelektronik 3 und eine zweite Steuerelektronik 14 angeordnet. Die beiden Steuerelektroniken 13, 14 sind voneinander beabstandet angeordnet. Zwischen den beiden Steuerelektroniken 13, 14 ist eine Kühleinrichtung 15 vorgesehen. Die Steuer elektronik 13 ist dem Ventiltrieb, der in den linken Zylinderkopf integriert ist, zugeordnet. Die Steuerelektronik 14 ist dem Ventiltrieb, der in den rechten Zylinderkopf 8 integriert, zugeordnet. Die beiden Steuerelektroniken 13, 14 sind jeweils über Kabel 15, 16 an die ihnen zugeordneten Ventiltriebe angeschlossen. Die Kabel 15, 16 können zwischen den jeweils hintereinander liegenden, voneinander beabstandeten Saugrohren hindurchgeführt sein.

Claims

Verbrennungsmotor (1), insbesondere für Fahrzeuge, mit – einem Kurbelgehäuse (2), – mindestens einem Zylinderkopf (7, 8), der auf dem Kurbelgehäuse (2) angeordnet ist, – einer Ansaugeinrichtung (9, 10), über die einem oder mehreren Zylindern des Verbrennungsmotors (1) Luft oder ein Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt wird, – einem Ventiltrieb, der zur Steuerung von Einlassventilen und/oder von Auslassventilen des Verbrennungsmotors (1) vorgesehen ist, wobei der Ventiltrieb durch mindestens einen elektromotorischen bzw. elektromagnetischen Aktor angetrieben ist, – einer Steuerelektronik (13, 14), welche zur Ansteuerung des mindestens einen Aktors vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (13, 14) in einem Bereich zwischen dem Kurbelgehäuse (2) und der Ansaugeinrichtung (9, 10) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (2) eine kurbelwellennahe Unterseite und eine der Unterseite abgewandte, gegenüberliegende Oberseite (11) aufweist und dass die Steuerelektronik (13, 14) in einem Bereich zwischen der Oberseite (11) des Kurbelgehäuses (2) und der Ansaugeinrichtung (9, 10) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) mehrere Zylinder aufweist, wobei sämtliche Zylinder in einer Reihe angeordnet sind.
Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) zwei Zylinderbänke (3, 4) aufweist, die in einer V-Anordnung zueinander stehen und dass die Steuerelektronik (13, 14) in einem Bereich zwischen den beiden Zylinderbänken (3) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinderbank (3, 4) jeweils eine Steuerelektronik (13, 14) zugeordnet ist, wobei die eine Steuerelektronik (13) der einen Zylinderbank (3) und die andere Steuerelektronik (14) der anderen Zylinderbank (4) zugewandt ist.
Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Steuerelektroniken (13, 14) eine Kühleinrichtung (15) zur Kühlung der Steuerelektroniken (13, 14) vorgesehen ist.