WO1998042956A1 - Verbrennungsmotor - Google Patents

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WO1998042956A1
WO1998042956A1 PCT/EP1998/001706 EP9801706W WO9842956A1 WO 1998042956 A1 WO1998042956 A1 WO 1998042956A1 EP 9801706 W EP9801706 W EP 9801706W WO 9842956 A1 WO9842956 A1 WO 9842956A1
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WO
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internal combustion
combustion engine
engine according
ignition
valve
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PCT/EP1998/001706
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Karl Leiber
Original Assignee
Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh
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Priority claimed from DE19741569A external-priority patent/DE19741569A1/de
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Priority to EP98920484A priority patent/EP0970299B1/de
Publication of WO1998042956A1 publication Critical patent/WO1998042956A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with the features of
  • the invention is based on the object of providing an internal combustion engine in which the costs and weight for the ignition systems are reduced.
  • the invention also offers the possibility, in particular, of
  • the weight per ignition coil is approx. 250 g, i.e. With 4 cylinders, the invention can save 1000 g of weight. Since in the invention at least two double magnet systems are used per cylinder, double ignition can be implemented with the known ones with little effort
  • Fig. 1 shows an embodiment of the invention with separate
  • Fig. 2 shows an embodiment of the invention with double use of the excitation coil
  • 3 and 5 are each a view of the valve and spark plug arrangement of a cylinder 6 and 7 diagrams for explaining the control of the valves and the ignition
  • Fig. 8 shows an embodiment with free-wheeling diodes
  • Fig. 9 is an associated diagram
  • FIG. 1 shows an electromagnetic drive for a valve 1 of an internal combustion engine, which has two two-pole electromagnets 2 and 3 with laminated iron cores 4 and 5 and excitation coils 6 and 7.
  • An armature 8 is arranged between the poles of the electromagnets and is spring-supported by means of a rod 10 rotatable about the axis 9.
  • An actuating rod 11 is articulated to the armature 8 and opens the valve 1 against the force of a spring 12 when the electromagnet 2 is excited.
  • the spring force of the spring 12 and the presetting of the spring force of the torsion bar 10 are coordinated with one another in such a way that the armature 8 is placed in the drawn position when the electromagnet is not energized.
  • a mechanical latching system is provided with a latching roller 13 which engages in the end positions of the armature 8 below or above a part 14 of the armature 8, and then holds the armature in the end position without energizing an electromagnet.
  • a latching roller 13 engages in the end positions of the armature 8 below or above a part 14 of the armature 8, and then holds the armature in the end position without energizing an electromagnet.
  • the detent is released in time by a separate not shown electromagnet when reversing the valve.
  • the primary 15 and secondary windings 16 of a single-spark ignition coil are also applied to the laminated core 4 of the electromagnet 3; the iron core 5 is therefore used twice.
  • the secondary winding 16 is connected to a spark plug 17.
  • the low voltage connection for the ignition coil is designated 18.
  • Fig. 2 of the drawing differs from Fig. 1 only in that the excitation coil 7 has been omitted for the electromagnet 3 and now the primary winding 15 of the ignition coil is also used as an excitation coil for the electromagnet 3.
  • the control for the two applications takes place with different currents, namely the current for the ignition coil is lower. There is no fear of mutual interference between the units, because in the locked position there is no valve actuation without actuating the locking magnet.
  • the solenoid system of the exhaust valve is preferably proposed for the combination described.
  • Proven methods can be used as control methods, e.g. a time control or a current control in order to obtain the criteria of ignition voltage, ignition timing and ignition energy.
  • the usable multi-spark ignition coil mentioned in claim 1 can be used for two or more cylinders.
  • the latching device described could also be omitted and the holding in the end positions could be brought about by holding currents.
  • a separate holding winding is provided for at least one end position, which can be dimensioned in a special way for this purpose.
  • a cylinder 20 is shown schematically seen from the piston. It has two inlet valves 21 and 22 and an outlet valve 23. In addition, two spark plugs 24 and 25 are provided. The use of two spark plugs has the advantage of better exhaust gas quality. The two spark plugs are controlled via a primary winding according to FIG. 1 or 2, two
  • High voltage secondary windings are provided.
  • Fig. 4 shows an arrangement again with three valves 31, 32 and 33 but now with three spark plugs 34, 35 and 36, which entails a further increase in the exhaust gas quality.
  • spark plugs can also be used.
  • the use of two or four valves is also possible.
  • FIG. 5 shows a 4-valve version with three spark plugs. There is one
  • Cylinder must open. This design is necessary if there is a design with small accelerating masses and accordingly
  • the injection valve is preferably located on the side
  • Valve version with a relatively small exhaust valve can be used instead of three
  • Spark plugs can also be used with one or two spark plugs.
  • the small exhaust valve is energized first, so that the large pressure is released when the large exhaust valve is actuated somewhat later.
  • the injection valve can be positioned in the center.
  • the control winding of the magnet which brings the valve into the closed position is preferably used as the excitation winding (primary winding) of the ignition coil.
  • the excitation winding primary winding
  • a large pressure is exerted on the valve. It is therefore possible to switch off the holding current during the coupling of the ignition pulse via the primary winding. This will preferably be done about 90 ° crankshaft angle before the ignition pulse. It is sufficient to switch on the holding excitation only shortly before bottom dead center for the inlet valve and outlet valve.
  • 6a is the stroke profile of a cylinder with the extreme points UT and OT shown. Ignition takes place at ti.
  • FIG. 6b and 6c show the state of the inlet valve E and the outlet valve A, these valves being open in the dashed areas.
  • the pressure curve in the cylinder is plotted in FIG. 6d. 6e and 6f, the drive currents for the closing magnet and the opening magnet (i 7 and i ⁇ in Fig. 6e) of the inlet valve and the outlet valve (i a and i ⁇ a in Fig. 6f) are plotted.
  • the low holding current of the closing magnet coil with the current curve i7 is switched off at to and shortly afterwards the magnet coil of the opening magnet with the current curve i ⁇ is switched on and, after reaching the end position, it is reduced to a smaller holding current.
  • this holding current is switched off and the valve moves in the direction of the closed position.
  • the closing solenoid is first energized to catch the armature and then lowered to a holding value until it is switched off again to open the inlet valve.
  • the relatively flat current drop results from the freewheeling diode, the effect of which will be explained with reference to FIGS. 8 and 9.
  • the adequate current flow basically applies to the exhaust valve.
  • the outlet valve is closed via the low holding current of the closing solenoid with current profile i a .
  • the current is increased to a value which results in sufficient coil energy so that sufficient ignition voltage and ignition energy are transmitted to the secondary coil after the rapid switch-off.
  • the time of the current increase is determined by the speed and the coil time constant.
  • the holding current is then switched on in the closing magnet coil.
  • the outlet valve is opened later, the same procedure applies to the closing and opening magnet as for the inlet valve. In contrast to the inlet valve E, there is sufficient time for the so-called charging of the excitation coil.
  • the compression phase comes immediately with the ignition point, which can be up to 20 ° before TDC at high speeds.
  • the ideal current curve was drawn.
  • the current of the closing solenoid coils can be reduced or even completely at higher pressures be switched off to save drive power.
  • Fig. 7 shows the possible different courses of the pulses for the valve actuation (extended course) and for the ignition (dashed trailing edge course).
  • FIG. 8 shows a control circuit for a valve.
  • Two excitation coils 40 and 41 or 42 and 43 with separate, controllable output stages 44 to 47 are provided for each magnet, as described in the earlier patent application 197 31 381.7.
  • the windings 40 and 41 or 42 and 43 each represent a winding.
  • a freewheeling diode 40a to 43a is connected in parallel with each excitation coil 40 to 43.
  • a storage capacitor 48 is provided to relieve the on-board electrical system 9 at high pulse loads.
  • the arrangement of Fig. 8 is designed for the integration of the ignition.
  • the winding 42 is also used as the primary coil of the ignition coil.
  • the ignition stage 46 must therefore have an extremely short switch-off time so that the high induction voltage can cause the correspondingly high ignition voltage.

Abstract

Es wird ein Verbrennungsmotor mit elektromagnetischem Antrieb der Ventile beschrieben. Der Motor weist auch eine ruhende Hochspannungsverteilung mit Einzelfunken- oder Mehrfachfunkenzündspulen auf. Der Eisenkern (5) eines der Elektromagnete (2, 3) des Antriebs dient auch als Kern der Zündspule (15, 16).

Description

Verbrennungsmotor
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Es ist z.B. aus der EP 03557938 B1 bekannt, einen entsprechend dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildeten Antrieb für die Betätigung eines
Ventils eines Verbrennungsmotors zu nutzen. Es wird als bekannt unterstellt, daß man bei einem Motor mit derartiger Ventilbetätigung eine ruhende
Hochspannungsverteilung mit Mehrfachfunkenzündspule oder
Einzelfunkenspulen z.B. mit der Zündkerze kombiniert einsetzt, wie sie z.B. aus dem Bosch Taschenbuch Seite 439 ff bekannt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem Kosten und Gewicht für die Zündsysteme verringert werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Aus dem Gebrauchsmuster 700 31 43 ist es bekannt, für den Anker einer Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage einen dreischenkligen Eisenkern vorzusehen und auf diesen Schenkeln verschiedene, für die Zündung benötigte, Wcklungen aufzubringen. Hier sind Eisenkern und Wicklungen ausschließlich für das Zündsystem vorgesehen.
Durch die Erfindung ergibt sich auch die Möglichkeit, insbesondere bei
Direkteinspritzung mit höheren Anforderungen an das Zündsystem mehrere
Zündkerzen einzusetzen.
Der Hauptgedanke der Erfindung sieht die Doppelnutzung des Eisenkreises und der Erregerspule sowohl für den magnetischen Ventilantrieb als auch für die
Zündanlage vor.
Das Gewicht pro Zündspule beträgt ca. 250 g, d.h. bei 4 Zylindern können durch die Erfindung 1000 g Gewicht eingespart werden. Da bei der Erfindung mindestens zwei Doppel-Magnetsysteme pro Zylinder verwendet werden, kann mit geringem Aufwand eine Doppelzündung realisiert werden mit den bekannten
Vorteilen für die Verbrennung (Motortechnische Zeitung Seiten 393/394-58/1997).
Diese ist aus Gewichts- und Kostengründen wenig verbreitet. Es ist hier keine getrennte Befestigung der Zündspule notwendig. Es wird nur ein kurzes Kabel benötigt. Ein Teil der elektrischen Anschlüsse kann mitbenutzt werden.
Die Unteransprüche beinhalten Weiterbildungen und Ausgestaltungen der
Erfindung.
Figurenbeschreibung
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit getrennten
Erregerspulen
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Doppelnutzung der Erregerspule
Fig. 3 und 5 je ein Blick auf die Ventil- und Zündkerzenaπordnung eines Zylinders Fig. 6 und 7 Diagramme zur Erläuterung der Ansteuerung der Ventile und der Zündung
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel mit Freilaufdioden
Fig. 9 ein zugehöriges Diagramm
In Fig. 1 ist ein elektromagnetischer Antrieb für ein Ventil 1 eines Verbrennungsmotors gezeigt, der zwei zweipolige Elektromagnete 2 und 3 mit lameliierten Eisenkernen 4 und 5 und Erregerspulen 6 und 7 aufweist. Zwischen den Polen der Elektromagnete ist ein Anker 8 angeordnet, der mittels eines um die Achse 9 drehbaren Stabs 10 federgelagert ist. An den Anker 8 ist eine Betätigungsstange 11 angelenkt, die bei Erregung des Elektromagneten 2 das Ventil 1 gegen die Kraft einer Feder 12 öffnet. Die Federkraft der Feder 12 und die Voreinstellung der Federkraft des Drehstabs 10 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Anker 8 bei nicht erregten Elektromagneten in die ausgezogen gezeichnete Stellung gestellt wird. Es ist ein mechanisches Rastsystem mit einer Rastrolle 13 vorgesehen, die in den Endstellungen des Ankers 8 unter- bzw. oberhalb eines Teils 14 des Ankers 8 einrastet, und dann den Anker in der Endstellung ohne Erregung eines Elektromagneten festhält. In Fig. 1 ist strichpunktiert die Stellung (8') des Ankers 8 nach Erregung des Elektromagneten 3 und Einrasten der Rastrolle 13' unter das Teil 14' des Ankers gezeigt.
Die Rastung wird durch einen gesonderten nicht gezeigten Rastelektromagneten bei Umsteuerung des Ventils rechtzeitig entrastet.
Auf den lamellierten Kern 4 des Elektromagneten 3 sind auch die Primär- 15 und Sekundärwicklungen 16 einer Einzelfunkenzündspule aufgebracht; der Eisenkern 5 wird also doppelt genutzt. Die Sekundärwicklung 16 ist mit einer Zündkerze 17 verbunden. Der Niederspannungsanschluß für die Zündspule ist mit 18 bezeichnet. Die Fig. 2 der Zeichnung unterscheidet sich von Fig. 1 nur dadurch, daß die Erregerspule 7 für den Elektromagneten 3 weggelassen wurde und nunmehr die Primärwicklung 15 der Zündspule auch als Erregerspule für den Elektromagneten 3 genutzt wird. Die Ansteuerung für die beiden Anwendungen erfolgt mit unterschiedlichen Stromstärken, und zwar ist die Stromstärke für die Zündspule niedriger. Eine gegenseitige Störung der Aggregate ist nicht zu befürchten, weil in der Raststellung ohne Betätigung des Rastmagneten keine Ventilbetätigung erfolgt. Für die beschriebene Kombination wird vorzugsweise das Magnetsystem des Auslaßventiles vorgeschlagen.
Als Ansteuerverfahren können bewährte Verfahren eingesetzt werden, z.B. eine Zeitsteuerung oder auch eine Stromregelung, um die Kriterien Zündspannung, Zündzeitpunkt und Zündenergie zu erhalten.
Die im Anspruch 1 erwähnte einsetzbare Mehrfachfunkenzündspule kann für zwei oder mehrere Zylinder zum Einsatz kommen.
Wird entsprechend Fig. 2 nur eine Wicklung für beide Anwendungen benutzt, wobei für die Ventilbetätigung ein Impuls größerer Amplitude als für die Zündung verwendet wird, so kann man eine Zündung durch diesen Impuls dadurch vermeiden, daß man den Impuls in Stufen abbaut, also die Rückflanke des
Impulses langsamer im Mittel abfallen läßt. Dies hat keinerlei negative
Auswirkung auf die Ventilbetätigung. Jedoch wird die die Größe der
Sekundärspannung der Zündspule bestimmende Feldänderung (dφ/dt) der
Rückflanke verkleinert, so daß die Sekundärspannung nicht zur Zündung ausreicht.
Alternativ zu den Fig. 1 und 2 könnte die beschriebene Rasteinrichtung auch wegfallen und das Festhalten in den Endstellungen durch Halteströme bewirkt werden. Vorzugsweise wird dabei für wenigstens eine Endstellung eine gesonderte Haltewicklung vorgesehen, die für diesen Zweck spezieller Weise dimensioniert werden kann.
In Fig. 3 ist schematisch ein Zylinder 20 vom Kolben her gesehen gezeigt. Er weist zwei Einlaßventile 21 und 22 und ein Auslaßventil 23 auf. Außerdem sind zwei Zündkerzen 24 und 25 vorgesehen. Die Verwendung von zwei Zündkerzen hat den Vorteil einer besseren Abgasqualität. Die beiden Zündkerzen werden über eine Primärwicklung entsprechend Fig. 1 oder 2 angesteuert, wobei zwei
Hochspannungs Sekundärwicklungen vorgesehen werden.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung wieder mit drei Ventilen 31 ,32 und 33 jetzt aber mit drei Zündkerzen 34, 35 und 36, was eine weitere Steigerung der Abgasqualität mit sich bringt.
Auch vier Zündkerzen können eingesetzt werden. Auch ist die Verwendung von zwei oder vier Ventilen möglich.
In Fig. 5 ist eine 4-Ventilversion mit drei Zündkerzen gezeigt. Dabei ist ein
Auslaßventil (A-Ventil) beträchtlich kleiner. Dies ist notwendig zur Reduzierung der Magnet- und Ventilkräfte, da das A-Ventil gegen den Restdruck (ca. 8 bar) im
Zylinder öffnen muß. Diese Auslegung ist notwendig, wenn eine Konstruktion mit kleinen beschleunigenden Massen vorliegt und dementsprechend die
Rückstellfedern schwächer sind, was auch kleinere Magnete zur Folge hat. Die
Vierventilversion mit drei Zündkerzen eignet sich besonders gut für die
Direkteinspritzung. Vorzugsweise wird das Einspritzventil im seitlichen
Zwischenraum zwischen den Einlaßventilen E1 und E2 angebracht. Bei dieser 4-
Ventilversion mit einem relativ kleinen Auslaßventil können anstelle von drei
Zündkerzen auch eine oder zwei Zündkerzen verwendet werden.
Das kleine Auslaßventil wird zuerst erregt, so daß der große Druck bei der etwas späteren Ansteuerung des großen Auslaßventils abgebaut ist.
Bei Direkteinspritzung kann das Einspritzventil im Zentrum positioniert sein.
Vorzugsweise wird als Erregerwicklung (Primärwicklung) der Zündspule die Ansteuerwicklung des Magneten verwendet, der das Ventil in die Schließstellung bringt. In der Schließstellung eines Einlaßventils und während der Verdichtung im Zylinder lastet ein großer Druck auf dem Ventil. Deshalb ist es möglich während der Einkopplung des Zündimpulses über die Primärwicklung den Haltestrom abzuschalten. Dies wird man vorzugsweise ca. 90° Kurbelwellenwinkel vor dem Zündimpuls tun. Es genügt beim Einlaßventil und Auslaßventil die Halteerregung erst wieder kurz vor dem unteren Totpunkt einzuschalten. In Fig. 6a ist der Hubverlauf eines Zylinders mit den Extrempuπkten UT und OT gezeigt. Bei ti erfolgt die Zündung. Die Fig. 6b und 6c zeigen den Zustand des Einlaßventils E und des Auslaßventils A, wobei diese Ventile in den gestrichelten Bereichen geöffnet sind. In der Fig. 6d ist der Druckverlauf im Zylinder aufgetragen. In den Fig. 6e und 6f sind die Ansteuerströme für den Schließmagneten und den Öffnungsmagneten (i7 und iβ in Fig. 6e) des Einlaßventils und des Auslaßventils (i a und iβa in Fig. 6f) aufgetragen. Zur Öffnung des Einlaßventils wird bei to der niedrige Haltestrom der Schließmagnetspule mit dem Stromverlauf i7 abgeschaltet und kurz darauf die Magnetspule des Öffnungsmagneten mit dem Stromverlauf iβ eingeschaltet und nach Erreichen der Endstellung auf einen kleineren Haltestrom abgesenkt. Abhängig von der Drehzahl wird dieser Haltestrom abgeschaltet und das Ventil bewegt sich in Richtung Schließstellung. Hierzu wird die Schließmagnetspule zunächst zum Fangen des Ankers stärker bestromt und anschließend auf einen Haltewert abgesenkt, bis er wieder zum Öffnen des Einlaßventils abgeschaltet wird. Der relativ flache Stromabfall resultiert aus der Freilaufdiode, deren Wirkung anhand der Fig. 8 und 9 noch erläutert wird.
Der adäquate Stromverlauf gilt grundsätzlich für das Auslaßventil. In der Phase des geschlossenen Zustandes wird das Auslaßventil über den niedrigen Haltestrom der Schließmagnetspule mit Stromverlauf i a geschlossen. Vor dem Zündzeitpunkt T2 wird der Strom erhöht auf einen Wert, der genügend Spulenenergie zur Folge hat, damit nach dem schnellen Abschalten in die Sekundärspule genügend Zündspannung und Zündenergie übertragen wird. Der Zeitpunkt der Stromerhöhung wird von der Drehzahl und der Spulenzeitkonstanten bestimmt. Nach dem Abschalten wird anschließend in der Schließmagnetspule der Haltestrom eingeschaltet. Beim späteren öffnen des Auslaßventils gilt derselbe Ablauf für den Schließ- und Öffnungsmagneten wie beim Einlaßventil. Im Gegensatz zum Einlaßventil E ist zum sogenannten Laden der Erregerspule genügend Zeit vorhanden. Beim Einlaßventil kommt nach dem Schließen unmittelbar die Verdichtungsphase mit dem Zündzeitpunkt, der bei hohen Drehzahlen bis zu 20° vor OT sein kann. Aus Gründen der Vereinfachung wurde der ideale Stromverlauf gezeichnet. Auch kann der Strom der Schließmagnetspulen bei höherem Drücken reduziert oder sogar ganz abgeschaltet werden, um Ansteuerleistung einzusparen.
Fig. 7 zeigt die möglichen unterschiedlichen Verläufe der Impulse für die Ventilbetätigung (ausgezogener Verlauf) und für das Zünden (gestrichelter Rückflankenverlauf).
Fig. 8 zeigt eine Ansteuerschaltung für ein Ventil. Pro Magnet sind hier zwei Erregerspulen 40 und 41 bzw. 42 und 43 mit getrennten, steuerbaren Endstufen 44 bis 47 vorgesehen, wie dies in der älteren Patentanmeldung 197 31 381.7 beschrieben ist. Die Wicklungen 40 und 41 bzw. 42 und 43 stellen je eine Wicklung dar. Parallel zu jeder Erregerspule 40 bis 43 ist eine Freilaufdiode 40a bis 43a geschaltet. Zur Entlastung des Bordnetzes 9 bei der hohen Impulsbelastung ist ein Speicherkondensator 48 vorgesehen. Die Anordnung, der Fig. 8 ist für die Integration der Zündung ausgelegt. Hier wird z.B. die Wicklung 42 zusätzlich als Primärspule der Zündspule benutzt. Die Zündstufe 46 muß deshalb eine extrem kurze Abschaltzeit aufweisen, damit die hohe Induktionsspannung die entsprechend hohe Zündspannung bewirken kann. In dem Teil des Elektromagneten, in dem der Magnetkreis und die Wicklung 42 für die Zündung mitgenutzt wird, ist es nicht möglich, eine einfache Freilaufdiode einzusetzen. Hier muß eine gesteuerte Freilaufdiode eingesetzt werden, die im Zündfall den Freilauf sperrt und bei Ventilbetätigung im Magneten zur Energierückgewinnung den Freilauf freigibt. Dies wird durch eine entsprechend gesteuerte, hochspannungsfeste Endstufe 42a ermöglicht. Fig. 9 zeigt für die Anordnung der Fig. 8 voll ausgezogen den Stromverlauf i=f(t) im Falle der Zündung und gestrichelt den Verlauf i=f(t) bei Ventilbetrieb.

Claims

Patentansprüche
1 ) Verbrennungsmotor mit einem elektromagnetischem Antrieb für die Ventilbetätigung, bei dem pro Ventil zwei Elektromagnete vorgesehen sind, insbesondere deren Polflächen zumindest teilweise einander zugewandt sind und mit einem zwischen diesen Polflächen hin- und herbewegbarem Anker, der bei abgeschalteten Magneten durch Federkräfte in eine Zwischenstellung gebracht und dort gehalten und bei Einschaltung eines der Elektromagneten in die Nähe der Polflächen des entsprechenden Elektromagneten gebracht wird, wobei der Anker mit dem anzutreibendem Ventil in Wirkverbindung steht, wobei der Verbrennungsmotor eine ruhende Hochspannungsverteilung mit Einzelfunkenzündspulen oder Mehrfachfunkenzündspulen aufweist, deren Primär- und Sekundärwicklung auf einem lamellierten Kern aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (5) eines Elektromagneten (3) des Antriebs auch als Kern der Zündspule (18) verwendet wird.
2) Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des Elektromagneten als Erregerwicklung (Primärwicklung) der Zündspule dient (Fig. 2).
3) Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des Elektromagneten für die beiden Einsatzarten mit unterschiedlichen Stromstärken angesteuert wird (Fig. 6e).
4) Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückflanke des für den Ventilantrieb eingekoppelten Impulses verlangsamt abgebaut wird (Fig. 7). 5) Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückflanke in Stufen abgebaut wird (Fig. 7).
6) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß pro Zylinder zwei Zündkerzen (24, 25) vorgesehen sind.
7) Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß pro Zylinder drei Ventile (21 bis 23) vorgesehen sind.
8) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß pro Zylinder drei Zündkerzen (34 bis 36) vorgesehen sind.
9) Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß pro Zylinder drei Ventile (31 bis 33) vorgesehen sind.
10) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß pro Zylinder vier Zündkerzen vorgesehen sind.
11 ) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß pro Zylinder vier Ventile (A1 , A2, E1 , E2) und drei Zündkerzen vorgesehen sind.
12) Verbrennungsmotor nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß pro Zylinder wenigstens eine und maximal vier Zündkerzen vorgesehen sind (Fig. 5). 13) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von wenigstens zwei Auslaßventilen (A1 , A2) eines (A1 ) gegenüber dem anderen (A2) kleiner dimensioniert ist.
14) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei Direkteinspritzung.
15) Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil im seitlichen Zwischenraum zwischen den Einlaßventilen untergebracht ist.
16) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerspule des Elektromagneten für das Schließen des Ventils als Erregerwicklung (Primärwicklung) der Zündspule dient.
17) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 - 16, wobei zum Halten der Schließstellung des Ventils ein Haltestrom dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltestrom bei Erzeugung der Zündimpulse abgeschaltet wird.
18) Verbrennungsmotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine gesonderte Haltewicklung für das Halten der Schließstellung vorgesehen ist (Fig. 8).
19) Verbrennungsmotor nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltestrom während eines Zeitraums vor und nach Erzeugung der Zündimpulse abgeschaltet ist. 20) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei Energierückgewinnung an den Wicklungen (40 bis 43) der Elektromagnete durch parallel zur Wicklung geschalteten Freilaufdioden (40a bis 43a) der auch als Primärwicklung der Zündspule dienenden Wicklung (42) eine spezielle geschaltete Schalteinrichtung (42a) zugeordnet ist, die für den Betrieb zur Energierückgewinnung mit langsamem Stromabbau als Freilaufdiode wirkt und im Zündbetrieb den Freilauf sperrt.
21 ) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Antrieb je zwei Erregerwicklungen (z.B. 40, 41) aufweist, die zeitweise in Parallelschaltung betrieben werden.
22) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Optimierung der Zündfolge die Erregerwicklung oder der Magnetkern eines benachbarten Zylinders zur Zündung herangezogen wird.
23) Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zündung eine Wicklung eines Elektromagneten des Auslaßventils des jeweiligen Zylinders herangezogen wird.
PCT/EP1998/001706 1997-03-24 1998-03-24 Verbrennungsmotor WO1998042956A1 (de)

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DE59800893T DE59800893D1 (de) 1997-03-24 1998-03-24 Verbrennungsmotor
EP98920484A EP0970299B1 (de) 1997-03-24 1998-03-24 Verbrennungsmotor

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DE19712054A DE19712054A1 (de) 1997-03-24 1997-03-24 Verbrennungsmotor E9
DE19712054.7 1997-03-24
DE19741569A DE19741569A1 (de) 1997-09-20 1997-09-20 Verbrennungsmotor
DE19741569.5 1997-09-20

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