EP1741918A1 - Mehrzylinder-Brennkraftmaschine für Fahrzeuge - Google Patents

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EP1741918A1
EP1741918A1 EP06010353A EP06010353A EP1741918A1 EP 1741918 A1 EP1741918 A1 EP 1741918A1 EP 06010353 A EP06010353 A EP 06010353A EP 06010353 A EP06010353 A EP 06010353A EP 1741918 A1 EP1741918 A1 EP 1741918A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
housing
circuit boards
engine according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06010353A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Griessbach
Robert Wagner
Andreas Werner
Steffen Lutz
Rolf Kruse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104Intake manifolds
    • F02M35/112Intake manifolds for engines with cylinders all in one line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10249Electrical or electronic devices fixed to the intake system; Electric wiring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10268Heating, cooling or thermal insulating means

Definitions

  • the invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.
  • a generic internal combustion engine in which the leading to the cylinders air pipes and the associated engine control unit are arranged in a three-part housing. Two parts are designed as half-shells, in each of which the contours of the air ducts divided along a meridian surface are formed. In the third part sits the engine control unit housing. Furthermore, further sections of the air pipes run therein.
  • a disadvantage of internal combustion engines of the generic type is that the housing requires a relatively large installation space and considerable sealing measures, for example in the region of the half shells. It has a relatively large number of parts and is expensive to produce in serial numbers.
  • the invention has the object of providing an internal combustion engine in such a way that it is as simple and compact as possible.
  • the wall formed between the air pipes and the adjacent engine-ECU housing thus serves a dual purpose. It forms an ingredient the engine-ECU housing and the air pipes. This simplifies the design and reduces the weight and cost of the whole of the engine-ECU housing and air tubes existing entirety.
  • An advantage of the internal combustion engine according to the invention is that special sealing measures are omitted in the course of the air pipes.
  • the arrangement of the control unit on the air pipes also results in a compact design.
  • a further advantage of the internal combustion engine according to the invention results from the possibility of carrying out a complete functional test of the internal combustion engine before it is installed in the vehicle.
  • the inventive design according to claim 3 is characterized by a particularly simple possibility, if necessary, to replace the "heart" of the controller in the form of a microprocessor-carrying circuit board.
  • An advantage of the embodiment of the invention according to claim 4 is the fact that special cooling measures for the control unit can be omitted.
  • the upper part 8 in turn represents the lower part of a likewise two-part housing for an electronic control device 9 of the internal combustion engine 2. It is shown separately in a Fig. 1a.
  • the control device 9 is shown with its essential components in Fig. 2. It includes printed circuit boards 10 and 11 for controlling ignition and injection of the internal combustion engine and a cooperating processor board 12. This carries multi-pin connector 13 and 14 for connecting the board 12 to the electrical system of the vehicle (not shown).
  • the housing for the control device 9 contains as a second housing part a cover 15, which is shown in Fig. 3. He completes the control device 9 and takes between the two parts 8 and 15, the plug 13 and 14 on.
  • a large part of the power loss of the electronic control device 9 is produced at the (not shown) output stages for the injection and Zünditntreiber. These are located on the cylinder-specific printed circuit boards 10 and 11. To cool the relevant components they are connected to the air pipes 3 - 6 thermally, the sucked air from the engine causes the cooling. At high engine speed caused by the frequent ignition and injection processes a large power loss, but this is well dissipated by the large sucked by the engine air mass.
  • the arrangement of the printed circuit boards 10 and 11 for controlling ignition and injection close to the cylinder head 15 of the internal combustion engine 2 results very much short cable lengths to the ignition coils and the injectors (not shown). This has great advantages in terms of EMC and cable routing.
  • the ribbon cables are protected in this case from moisture and due to the cooling effect of the air sucked by the engine from major thermal influences.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine (2) für Fahrzeuge mit mehreren zu den Zylindern führenden Luftrohren (3,4,5,6) und mit einem zugehörigen und in einem Gehäuse angeordneten Motor-Steuergerät (9) sind die Luftrohre zu einer Baueinheit zusammengefasst, an deren Außenseite das Motor-Steuergerät-Gehäuse mit einem die Unterseite bildenden Unterteil (8) angeordnet ist, wobei das Unterteil (8) des Motor-Steuergerät-Gehäuses zugleich einen Teil der Luftrohre bildet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE 44 03 219 A1 ist eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine bekannt, bei der die zu den Zylindern führenden Luftrohre und das zugehörige Motor-Steuergerät in einem dreigeteilten Gehäuse angeordnet sind. Zwei Teile sind als Halbschalen ausgebildet, in denen jeweils die Konturen der längs einer Meridianfläche geteilten Luftrohre ausgeformt sind. Im dritten Teil sitzt das Motor-Steuergerät-Gehäuse. Ferner verlaufen darin weitere Abschnitte der Luftrohre.
  • Ferner ist aus der EP 0 674 100 A1 bekannt, die Luftrohre zu einer Baueinheit zusammenzufassen und auf deren Außenseite oder in einer darin ausgebildeten Mulde die Schaltbox, d.h. die Zusammenfassung aller oder zumindest eines Großteils der Verbindungsstecker für die zu den Stellern, Schaltern, Aktuatoren, Sensoren und dgl. führenden Leitern des gesamten Fahrzeugs anzuordnen. Nähere Angaben über den konstruktiven Aufbau der Baueinheit und der Schaltbox sind nicht veröffentlicht.
  • Ein Nachteil von Brennkraftmaschinen der gattungsgemäßen Art liegt darin, dass das Gehäuse einen relativ großen Bauraum und erhebliche Abdichtmaßnahmen beispielsweise im Bereich der Halbschalen benötigt. Es besitzt verhältnismäßig viele Einzelteile und ist für die Herstellung in Serienstückzahlen teuer.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine so auszubilden, dass sie möglichst einfach und kompakt aufgebaut ist.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die zwischen den Luftrohren und dem angrenzenden Motor-Steuergerät-Gehäuse gebildete Wand dient somit einem doppelten Zweck. Sie bildet einen Bestandteil des Motor-Steuergerät-Gehäuses und der Luftrohre. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau und verringern sich das Gewicht und die Kosten der gesamten aus Motor-Steuergerät-Gehäuse und Luftrohren bestehenden Gesamtheit.
  • Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine liegt darin, dass besondere Abdichtmaßnahmen im Verlauf der Luftrohre entfallen. Durch die gemeinsame Nutzung des Unterteils des Motor-Steuergerät-Gehäuses als Teil der Luftrohre ergeben sich weitere Gewichts- und Kosteneinsparungen. Durch die Anordnung des Steuergeräts an den Luftrohren ergibt sich auch eine kompakte Bauweise.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ergibt sich durch die Möglichkeit, eine komplette Funktionsprüfung der Brennkraftmaschine vor ihrem Einbau in das Fahrzeug durchzuführen.
  • Durch die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ergibt sich ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung nach Anspruch 3 zeichnet sich durch eine besonders einfache Möglichkeit aus, ggf. das "Herz" des Steuergeräts in Form einer einen Mikroprozessor tragenden Schaltungsplatine auszutauschen.
  • Ein Vorteil der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 ist darin zu sehen, dass besondere Kühlmaßnahmen für das Steuergerät entfallen können.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor. Sie dienen im wesentlichen dem Ziel, den Aufbau zu vereinfachen und die Herstellungs- und Wartungskosten weiter zu verringern.
  • In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 bis 3 an Hand von perspektivischen Darstellungen ausschnittsweise den Aufbau der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.
    • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung den Ansaugtrakt 1 einer erfindungsgemäßen Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 2, der im wesentlichen aus vier nebeneinander liegenden Luftrohren 3 - 6 besteht. Diese führen über einen mit seinem Ausgang 7 dargestellten Filter geführte Luft zu vier Zylindern (nicht dargestellt).
  • Der Ansaugtrakt besteht im wesentlichen aus zwei Gehäuseteilen, einem nicht dargestellten Unterteil und einem Oberteil 8. Das Oberteil 8 seinerseits stellt das Unterteil eines ebenfalls zweiteiligen Gehäuses für eine elektronische Steuervorrichtung 9 der Brennkraftmaschine 2 dar. Es ist separat in einer Fig. 1a dargestellt.
  • Die Steuervorrichtung 9 ist mit ihren wesentlichen Komponenten in Fig. 2 dargestellt. Sie enthält, Leiterplatten 10 und 11 zur Steuerung von Zündung und Einspritzung der Brennkraftmaschine sowie eine damit zusammenwirkende Prozessorplatine 12. Diese trägt mehrpolige Stecker 13 und 14 zum Anschluss der Platine 12 an das Bordnetz des Fahrzeugs (nicht dargestellt).
  • Das Gehäuse für die Steuervorrichtung 9 enthält als zweites Gehäuseteil einen Deckel 15, der in Fig. 3 dargestellt ist. Er schließt die Steuervorrichtung 9 ab und nimmt zwischen den beiden Teilen 8 und 15 die Stecker 13 und 14 auf.
  • Ein großer Teil der Verlustleistung der elektronischen Steuervorrichtung 9 entsteht an den (nicht dargestellten) Endstufen für die Einspritz- und Zündstufentreiber. Diese befinden sich auf den zylinderindividuellen Leiterplatten 10 und 11. Zur Kühlung der betreffenden Bauteile sind diese an die Luftrohre 3 - 6 wärmetechnisch angebunden, die vom Motor angesaugte Luft bewirkt die Kühlung. Bei hoher Motordrehzahl entsteht bedingt durch die häufigen Zünd- und Einspritzvorgänge eine große Verlustleistung, diese wird jedoch durch die große vom Motor angesaugte Luftmasse gut abgeführt.
  • Durch die Anordnung der Leiterplatten 10 und 11 zur Steuerung von Zündung und Einspritzung nahe am Zylinderkopf 15 der Brennkraftmaschine 2 ergeben sich sehr kurze Leitungslängen zu den Zündspulen und den Einspritzventilen (nicht dargestellt). Das hat große Vorteile bzgl. EMV und Leitungsführung. Durch die Verbindung der Elektronikmodule 10 - 12 durch Flachbandleitungen (nicht gezeigt) innerhalb des Gehäuses mit den Teilen 8 und 15 erhält man eine kostengünstige, modulare Lösung. Die Flachbandleitungen sind in diesem Gehäuse vor Feuchtigkeitseinflüssen und bedingt durch die Kühlwirkung der vom Motor angesaugten Luft vor größeren thermischen Einflüssen geschützt.

Claims (6)

  1. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine für Fahrzeuge mit mehreren zu den Zylindern führenden Luftrohren und mit einem zugehörigen und in einem Gehäuse angeordneten Motor-Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftrohre (3 - 6) zu einer Baueinheit (1) zusammengefasst sind, an deren Außenseite das Motor-Steuergerät-Gehäuse (8, 15) mit seinem Unterteil angeordnet ist, dass auf dem Unterteil mehrere Schaltungsplatinen angeordnet sind, und dass das Unterteil und/oder die Schaltungsplatinen so an die äußere Form der Luftrohre angepasst sind, dass die Schaltungsplatinen zueinander geneigt sind.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsplatinen über mehradrige Flachbandkabel elektrisch miteinander verbunden sind.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsplatinen lösbar mit dem Unterteil des Gehäuses verbunden sind.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsplatinen (12) in wärmeleitender Verbindung mit dem Unterteil steht.
  5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlussstecker(13, 14) für die Schaltungsplatinen in das Gehäuse eingearbeitet sind.
  6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil des Motor-Steuergerät-Gehäuse zugleich einen Teil der Luftrohre (3 - 6) bildet.
EP06010353A 2005-06-29 2006-05-19 Mehrzylinder-Brennkraftmaschine für Fahrzeuge Withdrawn EP1741918A1 (de)

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