DE19809175A1

DE19809175A1 - Brennkraftmaschine mit Magnetventileinrichtung

Info

Publication number: DE19809175A1
Application number: DE1998109175
Authority: DE
Inventors: Jens Schaefer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1999-09-09

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Magnetven tileinrichtung sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine.

Hintergrund der Erfindung

Brennkraftmaschinen mit einer Magnetventileinrichtung sind bereits bekannt. So zeigt die US 5 469 818 eine Vorrichtung zur Steuerung der Ventilzeiten eines Verbrennungsmotors, bei der die Ventilöffnungszeiten unter Verwendung eines Magnetventils in Abhängigkeit von der Motorbelastung sowie der Motor geschwindigkeit verändert werden. Dazu ist zwischen einer Riemenscheibe bzw. einem drehbeweglich gelagerten Gehäuse und einer Nockenwelle ein hy draulisch betätigbarer Kolben vorgesehen, der eine in das Gehäuse eingreifende Schrägverzahnung aufweist und gegenüber der Nockenwelle in axialer Richtung verschieblich beweglich ist. Der Hydraulikkreislauf wird über das Magnetventil gesteuert, welches ein axial bewegliches Betätigungselement aufweist. Die Bewegung des Betätigungselements wird vom Signal eines Steuerkreislaufs gesteuert, der die dem Verbrennungsmotor zugeführte Luftmenge sowie die Motortemperatur berücksichtigt.

Die US 5 012 773 zeigt eine Anordnung zur Steuerung der Öffnungs- und Schließzeiten der Ein- und Auslaßventile eines Verbrennungsmotors, bei der ebenfalls ein Magnetventil vorgesehen ist. Von dem eine Spule sowie ein mit einer Kolbenstange in Verbindung stehenden Betätigungselement aufweisenden Magnetventil lassen sich innerhalb einer Hydraulikanordnung verschiedene Strömungsverbindungen schalten. Die Hydraulikanordnung dient der Betätigung eines mit einem Zahnradmechanismus in Verbindung stehenden Bewegungs mechanismus, über den sich der Phasenwinkel zwischen einer Riemenscheibe und einer Nockenwelle einstellen läßt. Das Ventil ist hierbei im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors integriert.

Die US 5 247 914, die zur Bildung des Oberbegriffs des Anspruchs 1 her angezogen wurde, zeigt eine Anordnung zur Ventilsteuerung eines Verbren nungsmotors, in der ein verzahnter Ring zur Verstellung des Drehwinkels zwischen einer treibenden Welle und einer Nockenwelle mittels einer Hy draulikanordnung mit Druck beaufschlagt wird, wobei innerhalb der Hydrau likanordnung ein im Zylinderkopf des Motors angeordnetes Magnetventil vorge sehen ist, das eine Spule und ein innerhalb der Spule angeordnetes Betätigungs element aufweist. Das Betätigungselement ist innerhalb der Spule axial ver schieblich angeordnet und kann zwei Stellungen annehmen, die zwei unter schiedlichen Strömungsverbindungen der Hydraulikanordnung entsprechen.

Diesen bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß das jeweilige Magnetventil bzw. die vom Magnetventil umfaßte Spule im Zylinderkopf einer Brennkraftma schine angeordnet ist. Eine derartige Anordnung hat, wie sich gezeigt hat, jedoch den Nachteil, daß die Magnetventile in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt sind und verhältnismäßig schnell verschleißen, und damit nur eine geringe Lebensdauer haben.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige, zuverlässige, und baulich unaufwendige Brennkraftmaschine mit einem Magnetventil zu schaffen, bei der das Magnetventil wenig Bauraum erfordert und eine hohe Lebensdauer aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 sowie durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 20 gelöst. Bevor zugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Magnetven tileinrichtung weist eine Temperatursteuerungseinrichtung zur Reduzierung und/oder Beschränkung der Temperatur zumindest eines Teils der Magnet einrichtung auf. Die Temperatursteuerungseinrichtung ermöglicht es, die durch schnittliche Betriebstemperatur der Magnetventileinrichtung bzw. der Magnet einrichtung, also insbesondere auch die Temperatur einer Spule, die die Ma gneteinrichtung bevorzugterweise aufweist, zu reduzieren und dadurch die Lebensdauer der Magneteinrichtung bzw. der Spule erheblich zu erhöhen. Diese Erhöhung der Lebensdauer wird erfindungsgemäß realisiert, ohne daß der Bauraumbedarf der Anordnung erhöht wird.

Die günstigen Temperatureigenschaften, die die erfindungsgemäße Brennkraft maschine hinsichtlich des Magnetventils aufweist, erlaubt es, das Magnetventil mit thermisch weniger stabilen und damit auch in der Regel preisgünstigeren Materialien zu fertigen. Im Magnetventil angeordnete Kunststoffelemente wer den nicht - wie in bekannten Vorrichtungen - infolge der hohen Temperaturen weich oder fließen. Demzufolge eröffnet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Möglichkeit, in bekannten Magnetventilen Nicht-Kunststoffbauteile durch Kunststoffbauteile zu ersetzen. Sogar tragende Elemente des Magnetventils lassen sich in erfindungsgemäßer Ausführung aus Kunststoff fertigen. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, daß Dicht elemente innerhalb der Magnetventilanordnung eine deutlich verbesserte Lebensdauer aufweisen, da sie erfindungsgemäß nicht mehr hohen Temperatu ren ausgesetzt sind. Die in bekannten Vorrichtungen auftretenden Temperaturen liegen häufig oberhalb der spezifischen Gebrauchstemperaturen der Dichtmittel. Ferner ist der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgrund der reduzierten Spulentemperatur gegenüber den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen erhöht. Da sich durch die erfindungsgemäße Gestaltung die Ventilmagneten kleiner ausführen lassen, weist die Erfindung gegenüber bekann ten Vorrichtungen auch einen Gewichtsvorteil auf. Auch der erforderliche Bauraum ist gegenüber bekannten Vorrichtungen reduziert. Die erhöhte Zuver lässigkeit der Anordnung reduziert ferner die erforderlichen Wartungsintervalle.

Das Magnetventil der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist vorzugsweise zwei Elemente, wie beispielsweise eine bekannte Spule und ein Betätigungselement auf, die elektromagnetisch zusammenwirken. Erfindungsgemäß kann das Betäti gungselement oder die Spule gegenüber der Umgebung fest angeordnet sein, wobei das jeweilig andere Element beweglich gelagert ist. Durch Verschiebung des einen der Elemente lassen sich beliebige Schaltzustände in sich anschlie ßenden Anordnungen erzeugen. So lassen sich beispielsweise in hydraulischen Kreisläufen verschiedene Verbindungen bzw. Unterbrechungen hydraulischer Leitungen gesteuert erzeugen. Hierzu kann das bewegte Element auch bei spielsweise in eine Kolbenstange eingreifen, die durch eine entsprechende Profilierung bei axialer Verschiebung Strömungskanäle öffnet beziehungsweise schließt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läßt sich über das Magnetventil der Relativdrehwinkel zwischen einer Antriebseinrich tung, z. B. einem Zahnriemenrad oder dergl. und einer Nockenwelle verstellen, wobei die Nockenwelle zur Ansteuerung der Ein- und/oder Auslaßventile der Brennkraftmaschine dient. Hierbei ist im Kraftfluß zwischen der Antriebsein richtung und der Nockenwelle eine Kolbeneinrichtung vorgesehen. Die Kolben einrichtung ist axial verschieblich gelagert und steht drehfest mit zwei Ver zahnungen in Verbindung, von denen zumindest eine schrägverzahnt ist. Der Begriff der Verzahnung bzw. der Begriff schrägverzahnt sind hierbei weitgefaßt zu verstehen. So sei beispielsweise von dem Begriff schrägverzahnt auch eine schraubenförmige Anordnung umfaßt. Die Verzahnungen greifen jeweils in eine Gegenverzahnung ein. Eine der Gegenverzahnungen steht mit der Antriebsein richtung bzw. mit dem Gehäuse in Verbindung, die zweite steht mit der Noc kenwelle drehfest in Verbindung. Dabei können die Verzahnungen jeweils auch an Zwischenelementen angeordnet sein, die drehfest mit der Kolbeneinrichtung bzw. der Antriebseinrichtung, dem Gehäuse oder der Nockenwelle gekoppelt sind.

Die axiale Position der Kolbeneinrichtung läßt sich zumindest teilweise über eine Hydraulikeinrichtung einstellen. Auch eine Kombination von Hydraulik einrichtung und Feder kann zur Einstellung der Axialposition verwendet wer den. Die Hydraulikeinrichtung weist mehrere hydraulische Leitungen sowie die Magnetventileinrichtung auf. Die hydraulischen Leitungen werden dabei teilwei se von der Ventilanordnung unterbrochen, so daß innerhalb der Ventilanord nung eine Verbindung der jeweiligen Leitungsstücke hergestellt oder verhindert werden kann. Die unterschiedlichen Möglichkeiten der Herstellung und Unter brechung von Verbindungen sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Ins besondere kann ein Stößel mit einem oder mehreren Kolbenringen mit der Spule oder dem mit der Spule in elektromagnetischer Wirkverbindung stehen den Betätigungselement gekoppelt sein, so daß durch die axiale Verschiebung des Stößels unterschiedliche Hydraulikverbindungen hergestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Temperatursteuerungseinrichtung eine Wärmetauschereinrichtung auf. Der Begriff der Wärmetauschereinrichtung sei im Sinne dieser Erfindung weitgefaßt verstanden. Er umfaßt nicht nur Einrichtungen, in denen ein Wärmeenergie übergang mittels bewegter Flüssigkeiten an einer Trennfläche vorgesehen ist, sondern insbesondere auch Anordnungen aus einem Festkörper, wie hier bei spielsweise einem Ventilmagneten oder einer Spule, und einem bewegten Fluid, wobei das bewegte Fluid direkt oder durch eine Trennwand bzw. durch einen Luftspalt getrennt, an dem Festkörper vorbei geführt werden kann. Der Fluid strom kann dabei beispielsweise ein Luftstrom oder ein Flüssigkeitsstrom, wie insbesondere (Kühl)Wasser, sein. Der Fluidstrom wird vorzugsweise derart in der Nähe des Ventilmagneten, bzw. der Spule vorbeigeführt, daß die Spulen temperatur sinkt bzw. zumindest dann sinkt, wenn sie einen bestimmten Höchsttemperaturwert überschreitet.

Vorzugsweise ist die durchschnittliche Betriebstemperatur des Fluidstroms geringer als die durchschnittliche Betriebstemperatur des Ventilmagneten. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da sie eine bau raumreduzierte Kühlung der Spule bzw. des Magnetventils ermöglicht und somit die Lebensdauer des Ventilmagneten bzw. der Spule deutlich erhöht werden kann. Als "kühlender" Teil der Wärmetauschereinrichtung können dabei Ele mente der Brennkraftmaschine dienen, die zu sonstigen Zwecken ohnehin üblicherweise vorhanden sind. Die erfindungsgemäße Anordnung erfordert dann keine oder nur wenige zusätzliche Bauelemente.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Magnetventileinrichtung zumindest teilweise innerhalb eines bekannten Saug rohrs der Brennkraftmaschine angeordnet. Hierdurch wird die Spule, die in der Regel einer elektrischen Eigenerwärmung ausgesetzt ist, der kühlenden Wirkung verhältnismäßig kalter, bewegter Luft ausgesetzt. Durch die Bewegung des Fluids wird die von der Spule abgegebene Wärmeenergie schnell abgeführt. Die Temperatur der Spule kann somit sehr effektiv gering gehalten werden.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Ventilma gnet in der Nähe eines derartigen Saugrohrs angeordnet. Unter dem Begriff in der Nähe sei dabei verstanden, daß der Abstand zwischen Saugrohr und Ventil magnet derart gering ist, daß eine effektive Wärmeabfuhr vom Ventilmagnet stattfinden kann. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Abstand zwischen Saug rohr und Ventilmagnet geringer als 80 mm, vorzugsweise geringer als 65 mm, vorzugsweise geringer als 50 mm ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilmagnet bzw. die Spule zumindest teilweise im oder am Kühlmantel des Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine angeordnet. Im Gegensatz zu den be kannten Anordnungen wird der Ventilmagnet in dieser erfindungsgemäßen Anordnung durch das bewegte Kühlmedium gekühlt bzw. ist in dem Teil des Zylinderkopfes angeordnet, der im wesentlichen die geringsten Temperaturen aufweist. Der Ventilmagnet kann aber auch außerhalb des Zylinderkopfes in oder an dem Kühlmantel angeordnet sein. Sofern der Ventilmagnet in der Nähe des Kühlmantels angeordnet ist, gilt für die bevorzugte Beabstandung oben Erwähntes.

Bevorzugt ist wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung des Fluidstroms vor gesehen. Eine derartige Einrichtung kann beispielsweise eine Luftschaufelein richtung sein, die ein Luftvolumen in Bewegung versetzt. Bevorzugt ist es, daß die Verzahnung eines oder mehrerer Zahnräder die Funktion dieser Luftschau feleinrichtung übernimmt. Diese Ausführungsform ist insbesondere auch deshalb besonders bevorzugt, da diverse Zahnradanordnungen im Motorraum eines Kraftfahrzeugs ohnehin vorhanden sind, so daß keine Zusatzelemente erforder lich sind. Derartige Zahnräder sind vorzugsweise die Zahnriemenräder oder Kettenräder, die zum Antrieb einer oder mehrerer Nockenwellen verwendet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, an den Stirnseiten der Zahnräder zusätzlich Formsegmente und/oder Luftleitelemente, insbesondere Förder- und/oder Luftleitschaufeln vorzusehen, wie sie üblicher weise beim Bau von Ventilatoren und Verdichtern eingesetzt werden. Diese können beispielsweise radial angeordnet sein. Derartige Formsegmente bzw. Luftleitelemente weisen radial geringere Abmaße auf als das Zahnrad und stehen an den Stirnseiten über. Sie können beispielsweise sternförmig angeord net sein. Als Fixierungsverfahren kommen die unterschiedlichsten Verfahren in Betracht. Beispielsweise können sie angesintert sein. Derartige Formsegmente bzw. Luftleitelemente können auch an anderen Bauteilen im Motorraum eines Fahrzeuges vorgesehen werden um einen Luftstrom auf das Magnetventil zu richten. Bevorzugt ist beispielsweise die Anordnung auf dem Mantel einer Nockenwelle, wobei hierbei die Längenausdehnung in radialer Richtung bevor zugterweise größer ist als die Ausdehnung in Umfangsrichtung. Hinsichtlich der jeweiligen Abstände zwischen den Formsegmenten bzw. den Luftleitelementen und dem Ventilmagneten sei auf obige Ausführungen verweisen.

In allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist es bevorzugt, den Ventil magneten, also insbesondere die Spule, zumindest teilweise mit einem Gehäuse zu versehen. Bevorzugt ist es auch, den Ventilmagneten zwischen zwei Zahnrä dern anzuordnen. Dieses können beispielsweise die Zahnräder einer im wesent lichen bekannten Zahnriementriebanordnung sein. Besonders bevorzugt ist dabei die Anordnung des Ventilmagneten außerhalb der Verbindungslinie der Achsen der Zahnräder. Bevorzugt ist dabei, den Ventilmagneten im wesentli chen auf dem Schnittpunkt der beiden Umfangsgeschwindigkeitsvektoren der je weiligen Zahnräder anzuordnen, bei dem die Summe der jeweiligen Strecken zwischen dem Schnittpunkt der Vektoren und den Punkten, an dem der je weilige Vektor das jeweilige Zahnrad tangential berührt, im wesentlichen minimal ist. Die bei einer derartigen Anordnung auftretenden Luftverwirbe lungen zeigen eine besonders günstige Kühlwirkung. Bevorzugt ist es auch, den Magneten dabei innerhalb eines um die beiden Räder gelegten Zahnriemens anzuordnen. Hinsichtlich der bevorzugten Abstände zwischen dem Ventilma gnet und den Zahnrädern bzw. den die Anströmung bewirkenden Zähnen und dem Ventilmagnet sei auf obige Ausführungen verwiesen.

An dieser Stelle sei auch angemerkt, daß die Fluidbeaufschlagung der zum Wärmeaustausch, oder spezifischer, zur Kühlung vorgesehenen Flächen, vor zugsweise generell derart gestaltet ist, daß nicht eine laminare, sondern eine möglichst turbulente Strömungscharakteristik erzielt wird, um den Wärmeüber gang zu verbessern. Auch andere Maßnahmen zur Verbesserung des Wärme übertragungskoeffizienten, wie die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit oder die Anordnung im Luftstrom der Kurbelgehäuseentlüftung sind vorzugs weise anwendbar.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Ventilma gnet bzw. die Spule oder ein den Ventilmagneten zumindest teilweise umhül lendes Ventilmagnetgehäuse zumindest teilweise von einem Kühlkörper um geben. Zwischen Magnetventilgehäuse und Kühlkörper kann dabei eine Wär meleitpaste zur gesteuerten Energieleitung vorgesehen sein. Ein derartiger separater Kühlkörper hat vorzugsweise eine Oberflächenstruktur mit großem Oberflächeninhalt, so daß die Fläche zur Wärmeabfuhr erhöht wird. So ist es beispielsweise bevorzugt, die Oberfläche des Kühlkörpers derart zu gestalten, daß der Flächeninhalt der Außenoberfläche des Kühlkörpers größer ist, als die Außenoberfläche eines zur Spulenachse konzentrisch angeordneten Zylinders, dessen Außenradius dem mittleren Abstand der Außenoberfläche des Kühl körpers zur Spulenachse entspricht. Besonders bevorzugt ist es auch, die Außen oberfläche des Kühlkörpers derart zu dimensionieren, daß ihr Flächeninhalt größer als der 1,5-fache, vorzugsweise als der 2-fache, vorzugsweise als der 3-fache vorzugsweise als der 5-fache, vorzugsweise als der 10-fache Flächeninhalt der Mantelaußenfläche des vorerwähnten Zylinders ist. Besonders bevorzugte Gestaltungsformen sind beispielsweise sternförmig profilierte oder gewellte Kühlkörperaußenoberflächen. Aber auch sonstige profilierte Oberflächengestal tungen mit großer Oberfläche können Verwendung finden. Bevorzugt ist es auch, die Oberfläche des Ventilmagnetgehäuses in entsprechender Form auszu bilden. Dabei kann zusätzlich ein Kühlkörper vorgesehen sein, der aber auch weggelassen werden kann.

Bevorzugterweise sind in sämtlichen erfindungsgemäßen Anordnungen die Abstände zwischen der Kühleinrichtung und dem Ventilmagneten bzw. der Spule oder die Auslegung der Wärmetauschereinrichtungen, also beispielsweise auch die Eintauchtiefen des Ventilmagneten in das Saugrohr, derart dimensio niert, daß die Magnettemperatur im Betrieb unterhalb von 180°C, vorzugsweise unterhalb von 170°C, besonders bevorzugterweise unterhalb von 160°C, besonders bevorzugt unterhalb von 150°C, besonders bevorzugt unterhalb von 140°C, besonders bevorzugt unterhalb von 130°C gehalten wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Zusammenwirken der einzelnen vorbe schriebenen Merkmale in jeder beliebigen Kombination bevorzugt ist. Es sei ferner erwähnt, daß der Begriff "Steuern" sowie davon abgeleitete Begriffe i.S.d. Erfindung weitgefaßt zu verstehen sind und insbesondere die Begriffe des Steuerns und Regelns im Sinne von open-loop-control und closed-loop-control umfaßt.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß über die hier dargestellten Ausführungs beispiele der Erfindung hinaus eine Vielzahl weiterer Modifikationen und Ausführungen denkbar sind, die von der Erfindung erfaßt sind. Die Erfindung beschränkt sich insbesondere nicht nur auf die hier dargestellten Ausführungs formen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter, nicht beschränkender, Ausführungsformen näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen dabei:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten beispielhaften erfin dungsgemäßen Ausführungsform in Teilansicht;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten beispielhaften erfin dungsgemäßen Ausführungsform in Teilansicht;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer dritten beispielhaften erfin dungsgemäßen Ausführungsform in Teilansicht;

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer vierten beispielhaften erfin dungsgemäßen Ausführungsform in Teilansicht; und

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer fünften beispielhaften erfin dungsgemäßen Ausführungsform in Teilansicht.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Aus führungsform in Teilansicht. Dabei sind zwei Zahnriemenräder 10, 12 von einem Zahnriemen 14 umspannt. Zwischen den Zahnriemenrädern 10, 12 ist ein Magnetventilgehäuse 16 angeordnet, das das Magnetventil 34 bzw. den Ventilmagneten bzw. die Spule 36 des Magnetventils 34 zumindest teilweise aufnimmt und umschließt und das innerhalb des Zahnriemens 14 angeordnet ist. Die Verzahnungen 18, 20 der Zahnriemenräder 10, 12 versetzen während der Rotation der Zahnriemenräder 10, 12 die umgebende Luft in Bewegung, so daß das Magnetventilgehäuse 16 von der Umgebungsluft angeströmt wird. Diese Anströmung ist schematisch durch die Pfeile 22, 24 dargestellt. Zusätzlich erzeugen auf den Stirnflächen 26, 28 der Zahnriemenräder 10, 12 befestigte Luftleitelemente 30, 32, die mit den rotierenden Zahnriemenrädern 10, 12 bewegt werden, eine Anströmung des Magnetventilgehäuses 16. Insbesondere auch durch die unterschiedlichen Anströmrichtungen bedingt kommt es im Bereich des Magnetventilgehäuses 16 zu Verwirbelungen, die ebenso wie die Anströmung schlechthin das Magnetventilgehäuse 16 kühlen und somit die Le bensdauer des Magnetventils 34 erhöhen.

Fig. 2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in sche matischer Teilansicht. Ein Magnetventil 34 mit im wesentlichen beliebigem Aufbau weist in bekannter Weise eine Spule 36 auf und ist im Zylinderkopf 38 einer Brennkraftmaschine integriert. Die Spule 36 erstreckt sich im wesentlichen koaxial um die Längsachse 40 des Magnetventils 34. Das Magnetventil 34 ist über die sich in axialer Richtung erstreckende Länge der Spule 36 in radialer Richtung von einem Kühlmantel 42 umhüllt, der eine Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise Kühlwasser, aufnimmt. Das Kühlwasser steht direkt mit der Außenoberfläche des Magnetventils 34 in Verbindung. Der Kühlmantel 42 dient auch der Kühlung des Zylinderkopfes 38. Dichtelemente 44, 46 verhindern Kühlwasserverluste an der Berührungsfläche zwischen dem Kühlmantel 42 und dem Magnetventil 34.

Fig. 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß sich der Kühlmantel 42 dem im Zylinderkopf 38 integrierten Magnetventil 34 nur sehr stark annähert, ohne, daß das Kühlmedi um das Magnetventil 34 berührt. Zur gezielten Wärmeleitung ist hier zwischen dem Magnetventil 34 und dem Zylinderkopf 38 insbesondere im Bereich der Spule 36 eine Wärmeleitpaste 48 vorgesehen.

Fig. 4 zeigt zwei aufeinander senkrecht stehende schematische Ansichten einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Teilansicht. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Magnetventilgehäuse 16 zumindest im Bereich der Spule 36 eine profilierte Außenoberfläche 50 auf. Diese ist hier als eine in Umfangsrichtung gewellte Oberfläche ausgeführt. Durch die Profilierung ist die wärmeableitende Oberfläche vergrößert, so daß die Wärme von der einer Eigenerwärmung unterliegenden Spule 36 bzw. vom Magnetventil 34 schneller und umfangreicher abgeführt werden kann.

Fig. 5 zeigt zwei aufeinander senkrecht stehende schematische Ansichten einer weitere bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Teilansicht. Diese unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Fig. 4 dadurch, das anstelle des Magnetventilgehäuses 16 ein das Magnetventilgehäuse 16 umhüllender Kühlkörper 52 mit einer profilierten Außenoberfläche 54 versehen ist. Dieser ist hier mit sternförmigem Querschnitt ausgebildet. Zwischen dem Magnetventilgehäuse 16 und dem Kühlkörper 52 ist bevorzugt eine Wärme leitpaste oder -folie 48 zur gezielten Wärmeenergieleitung vorgesehen.

Im übrigen sind alle Verknüpfungen der hier als Grundelemente beschriebenen Merkmale sehr bevorzugt.

Bezugszeichenliste

10

Zahnriemenrad

12

Zahnriemenrad

14

Zahnriemen

16

Magnetventilgehäuse

18

Verzahnung

20

Verzahnung

22

Pfeil

24

Pfeil

26

Stirnfläche

28

Stirnfläche

30

Luftleitelement

32

Luftleitelement

34

Magnetventil

36

Spule

38

Zylinderkopf

40

Längsachse von

34

42

Kühlmantel

44

Dichtelement

46

Dichtelement

48

Wärmeleitpaste

50

profilierte Außenoberfläche von

16

52

Kühlkörper

54

Außenoberfläche von

52

Claims

1. Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Magnetventileinrichtung, die wenig stens eine Magneteinrichtung mit wenigstens einem ersten und wenigstens einem zweiten, vom ersten verschiedenen Element, aufweist, wobei das erste und das zweite Element relativ gegeneinander beweglich angeordnet sind, sowie einer Einrichtung zur Aufnahme eines Magnetventilsteuersignals, durch welches die Relativposition des ersten und des zweite Elementes einstellbar ist, wobei eine erste Relativposition der Elemente zueinander einer ersten Ventil stellung und wenigstens eine zweite Relativposition einer weiteren Ventilstel lung entspricht, gekennzeichnet durch wenigstens eine Temperatursteuerungs einrichtung zur Reduzierung und/oder Beschränkung der Temperatur zumindest eines Teils der Magnetventileinrichtung.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Winkelver stelleinrichtung zur Verstellung des Relativwinkels zwischen einer drehbar gelagerten Antriebseinrichtung und einer Nockenwelle, die wenigstens einen Nocken zur Betätigung wenigstens eines Ventils aufweist, wobei

- zwischen der Antriebseinrichtung und der Nockenwelle eine axial verschieb lich gelagerte Kolbeneinrichtung angeordnet ist, die eine erste und eine zweite Verzahnung aufweist;
- die erste Verzahnung in eine im wesentlichen mit der Antriebseinrichtung drehfest gekoppelte erste Gegenverzahnung eingreift und mit dieser eine erste Verzahnungsanordnung bildet;
- die zweite Verzahnung in eine mit der Nockenwelle drehfest gekoppelte zweite Gegenverzahnung eingreift und mit dieser eine zweite Verzahnungs anordnung bildet;
- zumindest eine der Verzahnungsanordnungen schrägverzahnt ist;
- die axiale Position der Kolbeneinrichtung von einer Hydraulikeinrichtung beeinflußbar ist;
- die Hydraulikeinrichtung zumindest eine hydraulische Leitung sowie die Magnetventileinrichtung umfaßt, wobei zumindest ein Teil der hydraulischen Leitungen mit der Magnetventileinrichtung gekoppelt ist und wobei durch zumindest zwei verschiedene Ventilstellungen voneinander verschiedene Strömungsverbindungszustände zwischen dem mit der Magnetventileinrich tung gekoppelten Teil der Leitungen einstellbar sind.

3. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursteuerungseinrichtung eine Wärmetau schereinrichtung umfaßt.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschereinrichtung durch einen Fluidstrom beaufschlagt ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetventileinrichtung und/oder dessen Magnet einrichtung zumindest teilweise in einem Fluidstrom angeordnet sind.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die durchschnittliche Betriebstemperatur des Fluidstroms geringer ist als die durchschnittliche Betriebstemperatur des Ventilmagneten.

7. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine ein Saugrohr zur Luftansaugung aufweist, in dem oder in dessen weitgehend unmittelbarer Nähe die Magnetven tileinrichtung und/oder der Ventilmagnet angeordnet sind.

8. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine einen Zylinderkopf (38) aufweist, zu dessen Kühlung ein Kühlmantel (42) vorgesehen ist, der ein Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, aufnimmt, wobei das Magnetventil und/oder der Ventilmagnet zumindest teilweise innerhalb des Kühlmantels (42) im Kühlmedi um und/oder in weitgehend unmittelbarer Nähe des Kühlmantels angeordnet ist.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Fluidstroms eine Einrichtung zur Erzeugung einer Luftbewegung mit sich bewegenden Flächen, vorzugsweise mit Luftschaufeln zur Beschleunigung der Luftmoleküle, aufweist.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Luftbewegung Zähne zumindest eines Zahnra des aufweist.

12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Luftbewegung beweg lich angeordnete oder an einem beweglichen Körper, wie einer Nockenwelle oder einem Zahnrad, fixierte Formsegmente und/oder Luftleitelemente (30, 32) aufweist.

13. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmagnet zumindest teilweise von einem Magnet ventilgehäuse (16) umgeben ist und das Magnetventilgehäuse (16) im wesent lichen zwischen zwei im wesentlichen in einer Ebene liegenden Zahnrädern angeordnet ist, wobei die Zahnräder und/oder das Magnetventilgehäuse (16) zumindest teilweise im oder am Zylinderkopf (38) angeordnet sind.

14. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmagnet zumindest teilweise von einem Magnet ventilgehäuse (16) umgeben ist und das Magnetventilgehäuse (16) zumindest teilweise von einem Kühlkörper (52) umgeben ist.

15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwi schen dem Magnetventilgehäuse (16) und dem Kühlkörper (52) eine bei der Montage aufgebrachte Wärmeleitpaste oder -folie (48) vorgesehen ist.

16. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventilgehäuse (16) und/oder der Kühlkör per (52) eine vergrößerte Gehäuseaußenoberfläche aufweist.

17. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche des Gehäuses und/oder des Kühlkörpers (52) zumindest teilweise gewellt ist.

18. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Magnetgehäuse und dem Formsegment und/oder den Zahnriemen- bzw. Kettenrädern und/oder der Nockenwelle und/oder dem Kühlkreislauf und/oder dem Saugrohr geringer als 80 mm, vorzugsweise geringer als 65 mm ist.

19. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursteuerungseinrichtung die Magnettempe ratur im Betrieb unterhalb von 180°C, vorzugsweise unterhalb von 170°C, besonders bevorzugterweise unterhalb von 160°C hält.

20. Verfahren zum Betreiben und/oder Steuern einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine eine Einrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine sowie ein Magnetventil (34) mit einer Magneteinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatursteuereinrichtung, vorzugsweise eine Kühleinrichtung vorgesehen ist, durch welches die Temperatur des Magnetven tils begrenzt oder gesenkt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die der Tempe ratur der Magneteinrichtung unterhalb von 180°C, vorzugsweise unterhalb von 170°C, besonders bevorzugterweise unterhalb von 160°C gehalten wird.