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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor,
das ein Motorabteil in einem vorderen Teil des Kraftfahrzeuges und
einen Abgasstrang für
die Verbrennungsgase des Motors enthält, der ein Schadstoffreinigungssystem
aufweist.
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Neuere
Kraftfahrzeuge enthalten im allgemeinen einen oder mehrere Abgasstränge, die
aus einem Rohr bestehen, auf dem Schadstoffreinigungssysteme angeordnet
sind, sowie eine oder mehrere akustische Dämpfungsvorrichtungen, wie zum
Beispiel Schalldämpfer.
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Es
kann sich als schwierig erweisen, alle Elemente des Abgasstranges
unter dem Boden des Kraftfahrzeuges anzuordnen.
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Im
allgemeinen ist es erforderlich, einen Tunnel für die Passage des Abgasstranges
und die Anordnung der Schadstoffreinigungssysteme und der Schalldämpfer vorzusehen,
der in der Längsrichtung des
Kraftfahrzeuges verläuft.
Dieser Tunnel steht im allgemeinen aus dem Boden des Kraftfahrzeuges
im Inneren des Fahrgastraumes hervor, wodurch sich Nachteile in
Bezug auf den Komfort und die Ausstattung des Fahrgastraumes ergeben,
wobei ein absolut ebener Boden eine ideale Lösung darstellt, die im allgemeinen
nicht erreicht werden kann.
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Außerdem können die
Schadstoffreinigungssysteme die Einhaltung einer gewissen Temperatur erfordern,
damit sie zufriedenstellend funktionieren können, so dass es von Nachteil
sein kann, diese Schadstoffreinigungssysteme in den Bereichen des Fahrzeuges
anzuordnen, die schutzlos den Bedingungen der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeuges ausgesetzt
sind.
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Bei
Kraftfahrzeugen, die ein Motorabteil im vorderen Teil des Fahrzeuges
aufweisen, in dem der Verbrennungsmotor für den Antrieb des Kraftfahrzeuges
im allgemeinen in der Querrichtung angeordnet ist, verfügt man über einen
Freiraum mit mehr oder minder großen Abmessungen zwischen dem
nach vorne gerichteten Teil des Verbrennungsmotors und dem vorderen
Teil des Motorabteils, in den im allgemeinen der gesamte Umfang
der Vorrichtungen für die
Kühlung
des Motors eingebaut werden, welche den oder die Radiatoren umfassen.
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In
der Patentschrift US-5,239,826, welche dem Oberbegriff von Anspruch
1 entspricht, wird eine Auspuffanlage für den Motor eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen,
welche einen ersten Katalysator mit einer geringen Kapazität, sowie
einen zweiten Katalysator mit einer größeren Kapazität enthält, die
auf den Auspuffrohren des Motors jeweils an der Vorderseite und
der Rückseite
des Motors angeordnet sind, sowie einen Katalysatortopf mit einer
stärkeren
Kapazität,
als die ersten und zweiten Konverter, der auf dem Abgasstrang unter
dem Kraftfahrzeug angeordnet wird. Diese Vorrichtung erlaubt es
insbesondere, die Entfernung von Schadstoffen aus den Abgasen zu
verbessern, wenn der Motor kalt ist.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht also darin, ein Kraftfahrzeug
vorzuschlagen, welches ein Motorabteil in einem vorderen Teil des
Fahrzeugs enthält,
wobei ein Verbrennungsmotor in diesem Motorabteil eingebaut ist,
und bei dem ein Abgasstrang für
die Verbrennungsgase sowie Auspuffrohre vorgesehen sind, die für die Verbindung
zwischen dem Auslaß von
mindestens einem Zylinder des Verbrennungsmotors und dem Abgasstrang
sorgen, der mindestens ein Auspuffrohr und mindestens zwei Vorrichtungen
für die
Schadstoffreinigung eines Schadstoffreinigungssystems enthält, welche
auf dem Auspuffrohr angeordnet sind, wobei dieses Kraftfahrzeug mit
einem absolut ebenen Boden in dem Fahrgastraum und einem besseren
Schutz der sensiblen Organe des Abgasstrangs hergestellt werden
kann.
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Zu
diesem Zweck werden die Vorrichtungen für die Schadstoffreinigung des
Schadstoffreinigungssystems des Abgasstrangs in dem Motorabteil an
der Vorderseite des Verbrennungsmotors angeordnet, und der Abgasstrang,
auf dem das Schadstoffreinigungssystem im Inneren des Motorabteils angeordnet
ist, enthält
einen Teil unterhalb diesem Schadstoffreinigungssystem, der in der
Längsrichtung
des Kraftfahrzeuges in seitlicher Richtung unter dem Boden des Fahrgastraumes
des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, der absolut eben gestaltet ist.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend als Beispiel in bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen mehrere Ausführungsarten
der Herstellung eines Kraftfahrzeuges nach der vorliegenden Erfindung
im Vergleich zu einem Kraftfahrzeug aus dem Stand der Technik beschrieben.
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Die 1 zeigt
eine Oberansicht eines Kraftfahrzeuges aus dem Stand der Technik;
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Die 2 und 3 zeigen
analoge Oberansichten der Ansicht aus der 1 von Kraftfahrzeugen
nach der vorliegenden Erfindung und von zwei Ausführungsvarianten.
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Die 4 zeigt
eine Oberansicht des Motorabteils eines Kraftfahrzeuges nach der
vorliegenden Erfindung und nach der ersten Ausführungsvariante.
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Die 5 zeigt
eine Vorderansicht in Richtung der Bezugsnummer 5 aus der 4.
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Die 6A, 6B, 6C und 6D zeigen
Vorderansichten analog zu der Ansicht aus der 5 in
bezug auf L-förmige
Motoren von Kraftfahrzeugen nach der vorliegenden Erfindung und nach
vier Ausführungsvarianten.
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Die 7A, 7B, 7C und 7D zeigen
Oberansichten des Motors und eines Teils des Abgasstrangs eines
Kraftfahrzeuges mit einem V-förmigen
Motor nach der vorliegenden Erfindung und nach vier Ausführungsvarianten.
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Die 8 zeigt
eine Oberansicht des Motorabteils eines Kraftfahrzeuges aus dem
Stand der Technik.
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Die 9 zeigt
eine Oberansicht eines Kraftfahrzeuges nach der vorliegenden Erfindung,
das seitliche Radiatoren aufweist.
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Die 10 zeigt
eine Oberansicht des Motorabteils eines Kraftfahrzeuges nach der
vorliegenden Erfindung mit seitlichen Radiatoren und verbesserter
Luftzirkulation über
Scheibenbremsen.
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Die 11 zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 aus der 10,
welcher eine Turbine für
die Zirkulation von Luft zeigt, die mit einer Scheibenbremse des
Kraftfahrzeuges verbunden ist.
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Die 12 zeigt
eine Oberansicht des Motorabteils eines Kraftfahrzeuges nach der
vorliegenden Erfindung mit seitlichen Radiatoren und verbesserter
Zirkulation der Luft über
die Räder
des Fahrzeugs.
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Die 13 zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie 13-13 aus der 12 eines
Rades des Kraftfahrzeuges, das eine Turbine für die Zirkulation von Luft
bildet.
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Die 14 und 15 zeigen
jeweils Oberansichten und Seitenansichten des Verbrennungsmotors
eines Kraftfahrzeuges aus dem Stand der Technik.
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Die 16 und 17 zeigen
jeweils Oberansichten und Seitenansichten des Verbrennungsmotors
nach der vorliegenden Erfindung.
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In
der 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 der klassischen
Art dargestellt, welches eine Karosserie 2 aufweist, in
deren Innerem ein Motorabteil 3 an der Vorderseite des
Kraftfahrzeuges und ein Fahrgastraum 4 angeordnet sind.
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Der
L-förmige
Verbrennungsmotor 5 des Kraftfahrzeuges, der vier Zylinder
aufweist, ist an ein Getriebe 5' angeschlossen und quer in dem
Motorabteil 3 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 5 enthält einen
Zusammenbau 7 aus Auspuffrohren, die jeweils an die Zylinder
des Motors an einem Zylinderkopf und an einen Abgasstrang 6 angeschlossen sind,
der im allgemeinen in der Längsrichtung
des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist, und der ein Auspuffrohr 8 enthält, auf
dem nacheinander ein Schadstoffreinigungssystem 9, ein
erster Schalldämpfer 10 am Ausgang
des Schadstoffreinigungssystems 9 und Dämpfungsmittel 10' und 10'' angeordnet sind, die zum Beispiel
einen zweiten Schalldämpfer
enthalten, der auf dem Abgasstrang an der Rückseite des Kraftfahrzeuges 1 angeordnet
ist.
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Das
Schadstoffreinigungssystem 9 kann verschiedene aufeinanderfolgende
Elemente enthalten, wie zum Beispiel einen Oxydationskatalysator,
einen Partikelfilter oder einen Katalysator vom Typ Stickstoffoxyddrossel
(der als NOx-Schutzdrossel bezeichnet wird) enthält. Diese Organe für die Schadstoffreinigung
können
jeweils voreinander in verschiedener Weise je nach den spezifischen
Anforderungen der Schadstoffreinigung angeordnet werden, die von
dem Hersteller des Kraftfahrzeuges angegeben werden.
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Der
Verbrennungsmotor 5 kann ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor
sein, und das Schadstoffreinigungssystem kann in dem einen oder
anderen Fall unterschiedlich sein.
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Im
Fall eines Kraftfahrzeuges aus dem Stand der Technik, wie zum Beispiel
das Kraftfahrzeug 1, ist es im allgemeinen notwendig, einen
Tunnel vorzusehen, der aus dem Boden des Fahrzeugs hervorragt, und
der den Fahrgastraum 4 in der Längsrichtung durchquert, um
den Abgasstrang 6 aufzunehmen.
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In
den 2 und 3 ist ein Kraftfahrzeug nach
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die entsprechenden Teile
oder Bauteile des Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung und
des Fahrzeuges aus dem Stand der Technik, die in der 1 dargestellt sind,
werden mit denselben Bezugsnummern gekennzeichnet. Der Unterschied
zwischen dem Kraftfahrzeug nach der vorliegenden Erfindung, das
in den 2 und 3 dargestellt ist, und dem Kraftfahrzeug
aus dem Stand der Technik, das in der 1 dargestellt
ist, bezieht sich auf den Abgasstrang 6.
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Bei
Kraftfahrzeugen nach der vorliegenden Erfindung sind das Schadstoffreinigungssystem 9 und
der erste Schalldämpfer 10 des
Abgasstrangs 6 in dem Motorabteil 3 an der Vorderseite
des Motors 5 angeordnet, und nur der zweite Schalldämpfer 10'' und der Topf 10' sind unter
dem Boden des Fahrgastraums 4 des Kraftfahrzeuges an der
Rückseite
des Fahrzeugs in einer Position angeordnet, die mit der Position
des Abgasstrangs 6 des Kraftfahrzeuges aus dem Stand der
Technik identisch ist. Der erste Schalldämpfer 10, der eine
allgemein zylindrische Form hat, ist quer angeordnet, wobei seine
Achse in der horizontalen Richtung verläuft.
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Aus
diesem Grund sind kein Schadstoffreinigungssystem und kein Schalldämpfer auf
dem unteren Teil des Auspuffrohrs 8 angeordnet, mit deren
Hilfe der erste Schalldämpfer 10 an
den Auspuffstopf 10' angeschlossen
wird. Dieser Teil des Rohres, dessen Durchmesser begrenzt ist, kann
unter dem Boden des Kraftfahrzeuges in einer seitlichen Stellung angeordnet
werden, wie dies in den 2 und 3 dargestellt
ist.
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Auf
diese Weise kann die Verwendung eines Tunnels vermieden werden,
der aus dem Boden des Fahrgastraumes 4 des Kraftfahrzeuges
herausragt. Daher ist der Boden 4' des Fahrgastraumes 4 absolut eben,
wodurch der Komfort und die Möglichkeiten
der Ausstattung des Fahrgastraumes verbessert werden.
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In
der in der 2 dargestellten Ausführungsart
sind die Auspuffrohre 7, welche die reihenförmig angeordneten
Zylinder des L-förmigen
Motors 5 mit dem Schadstoffreinigungssystem 9 verbinden, gegen
die Vorderseite des Motors gerichtet, so dass es möglich ist,
den Auslasskrümmer
der Auspuffrohre an das Schadstoffreinigungssystem anzuschließen, und
zwar vorzugsweise mit Hilfe der Turbine eines Turbokompressors 11 des
Kraftfahrzeuges, der in der 2 dargestellt
ist.
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In
der in der 3 dargestellten Ausführungsart
sind die Auspuffrohre 7 gegen die Rückseite des Motors 5 gerichtet
und das Schadstoffreinigungssystem 9 ist über ein
Rohr 12 für
die Umgehung des Motors an den Auslasskrümmer der Auspuffrohre angeschlossen,
welches zum Beispiel über
dem Motor 5 oder dem Getriebe 5' verläuft. Die Auspuffrohre 7 des
Motors können
an das Verbindungsrohr 12 des Schadstoffreinigungssystems 9 mit
Hilfe der Turbine des Turbokompressors 11 des Motors angeschlossen
werden, die von den Auspuffgasen angetrieben wird und in der 3 dargestellt
ist.
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In
den 4 und 5 ist in größeren Einzelheiten das Schadstoffreinigungssystem 9 dargestellt,
das an der Vorderseite des Motors 5 in dem Motorabteil 3 in
einem Freiraum angeordnet ist, der zwischen dem Radiator 13 des
Kraftfahrzeuges und einer Vorderseite des Motors 5 liegt.
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Der
in den 4 und 5 dargestellte Motor 5 ist
ein L-förmiger
Motor, dessen Auspuffrohre 7, mit deren Hilfe die reihenförmigen Zylinder
des Motors an das Schadstoffreinigungssystem 9 angeschlossen
sind, ab dem Motor 5 gegen die Vorderseite gerichtet sind.
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Die
Auspuffrohre 7 sind an das Schadstoffreinigungssystem 9 mit
Hilfe der Turbine des Turbokompressors 11 angeschlossen,
welche durch die Abgase angetrieben wird und in der 4 dargestellt ist.
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Das
Schadstoffreinigungssystem 9 enthält nacheinander zwischen der
Turbine des Turbokompressors 11 und dem ersten Schalldämpfer 10 am Ausgang
des Schadstoffreinigungssystems einen Katalysator für die Voroxydation 14,
sowie einen Partikelfilter 15 und eine NOx-Schutzdrossel 16.
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Der
Voroxydationsfilter 14 erlaubt es insbesondere, das Kohlenstoffmonoxyd
CO und die nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe aus den Abgasen zu
entfernen oder aber zu reduzieren.
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Der
Partikelfilter 15 sorgt für die Rückhaltung der festen Partikel
in den Abgasen und bewirkt die Verbrennung eines Teils dieser Partikel,
und insbesondere des Anteils der Partikel, welche durch die verkohlten
Produkte gebildet werden.
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Die
NOx-Schutzdrossel 16 erlaubt es, den Anteil der Stickstoffoxyde
NOx aus den Abgasen zu entfernen oder aber zu reduzieren.
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Die
allgemein zylindrisch geformten Vorrichtungen für die Schadstoffreinigung 14, 15 und 16 sind so
angeordnet, dass sie in Richtung ihrer vertikalen Achse von den
Abgasen durchquert werden.
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Der
Oxydationskatalysator 14 ist über sein oberes Einlassende
direkt an den Auslaß der
Turbine des Turbokompressors 11 angeschlossen. Der untere
Auslassteil des Oxydationskatalysators 14 ist an den unteren
Einlassteil des Partikelfilters 15 mit Hilfe eines Rohres 17 angeschlossen,
das am unteren Teil des Schadstoffreinigungssystems angeordnet ist, und
der obere Teil des Ausgangs des Partikelfilters ist an den oberen
Einlassteil der NOx-Schutzdrossel 16 mit
Hilfe eines Rohres 18 angeschlossen, das am oberen Teil
des Schadstoffreinigungssystems 9 angeordnet ist. Der untere
Teil des Ausgangs der NOx-Schutzdrossel 16 ist direkt an
den ersten Schalldämpfer 10 angeschlossen.
Die Auspuffrohre 17 und 18 bilden Endstücke des
Auspuffrohres 8, zwischen denen die Vorrichtungen für die Schadstoffreinigung 14, 15 und 16 angeordnet
sind.
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Der
Teil des Auspuffrohrs 8, das unter dem ersten Schalldämpfer 10 angeordnet
ist, kann in einfacher Weise in der Längsrichtung unter einem seitlichen
Teil des Bodens des Kraftfahrzeuges so angeordnet werden, dass ein
Tunnel, der aus dem Boden des Fahrgastraumes hervorsteht, nicht
mehr notwendig ist.
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Am
hinteren Ende des Auspuffrohres 8, das heißt, in dem
Teil des Auspuffrohres, das unter dem hinteren Teil des Kraftfahrzeuges
liegt, kann zum Beispiel ein Schalldämpfer 10' angeordnet
werden, der in einfacher Weise unter dem Boden angeordnet werden
kann, wie zum Beispiel unter dem hinteren Kofferraum des Kraftfahrzeuges.
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Temperaturfühler, wie
zum Beispiel Thermoelemente 19 und 19', können am
Ausgang des Oxydationskatalysators 14 und am Ausgang des
Partikelfilters 15 angeordnet werden. Detektoren 20 und 20', wie zum Beispiel
eine Lambdasonde oder ein NOx-Detektor können am Eingang und am Ausgang der
NOx-Schutzdrossel 16 angeordnet werden.
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Diese
Detektoren erlauben es, die Vorrichtungen für die Schadstoffreinigung zu
kontrollieren und zu steuern. Außerdem kann man den Druckverlust ΔP zwischen
dem Eingang des Oxydationsfilters 14 und dem Ausgang des
Partikelfilters 15 zu messen.
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Die
wesentlichen Vorteile, die mit dem Kraftfahrzeug nach der vorliegenden
Erfindung erreicht werden können,
das einen Abgasstrang 6 enthält, dessen Vorrichtungen für die Schadstoffreinigung und
der erste Schalldämpfer
in das Motorabteil 3 an der Vorderseite des Motors 5 eingebaut
werden, bestehen darin, dass der Einbau des Abgasstrangs unter dem
Boden des Kraftfahrzeuges so vereinfacht wird, dass der Boden des
Fahrgastraumes 4 absolut eben gestaltet werden kann und
die Vorrichtungen für die
Schadstoffreinigung insbesondere gegen Wärmeverluste geschützt werden
können.
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Tatsächlich unterliegen
die Vorrichtungen für die
Schadstoffreinigung 14, 15 und 16, die
in der Nähe
des Motors in dem Motorabteil 3 angeordnet sind, einem
Wärmetausch
zwischen der äußeren Atmosphäre des Kraftfahrzeuges 1,
der sehr viel geringer ist, als bei den Vorrichtungen, die unter
dem Boden des Kraftfahrzeuges angeordnet werden. Außerdem gewährleisten
bei einem frontalen Aufprall des Kraftfahrzeuges die Vorrichtungen
für die Schadstoffreinigung
und der Schalldämpfer 10,
die horizontal unter den Vorrichtungen für die Schadstoffreinigung angeordnet
sind, einen gewissen Schutz und eine gewisse Dämpfung des Zusammenstoßes aufgrund der
Energie, die bei der Quetschung dieser Vorrichtungen absorbiert
wird.
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In
den 6A bis 6D sind
verschiedene Anordnungen der Bauteile des Abgasstrangs im Inneren
des Motorabteils eines Kraftfahrzeuges dargestellt, das einen L-förmigen Motor
enthält,
der quer im vorderen Teil des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
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Die
entsprechenden Bauteile, die in den 4 und 5 einerseits
und in den 6A bis 6D andererseits
dargestellt sind, werden mit denselben Bezugsnummern gekennzeichnet.
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In
der Ausführungsart,
die in der 6A dargestellt ist, sind der
Oxydationskatalysator 14, der Partikelfilter 15 und
die NOx-Schutzdrossel 16 so in Serie angeordnet, dass sie
von den Abgasen in der vertikalen Richtung durchquert und mit Hilfe
eines unteren Rohres und eines oberen Rohres so miteinander verbunden
werden, dass der Oxydationskatalysator 14 und die NOx-Schutzdrossel 16 von
den Abgasen durchquert werden, die von oben nach unten zirkulieren,
und der Partikelfilter wird von den Abgasen durchquert, die von
unten nach oben zirkulieren.
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Das
Auspuffrohr 8 ist gegen die Rückseite des Kraftfahrzeuges
in der Längsrichtung
gerichtet, und ein oder mehrere Schalldämpfer oder Auspufftöpfe sind
auf diesem Auspuffrohr 8 angeordnet.
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Die
aufeinanderfolgenden Vorrichtungen für die Schadstoffreinigung 14, 15, 16 des
Schadstoffreinigungssystems 9 sind nacheinander in der
Querrichtung des Motorabteils des Kraftfahrzeuges von links nach
rechts gegenüber
der Rückseite
des Fahrzeugs angeordnet. Der Oxydationskatalysator 14, welcher
die erste in Serie geschaltete Vorrichtung für die Schadstoffreinigung bildet,
ist an den Ausgang der Turbine des Turbokompressors 11 angeschlossen.
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Die
in der 6B gezeigte Ausführungsvariante
ist praktisch identisch mit der in der 6A dargestellten
Ausführungsart,
wobei die in Serie geschalteten aufeinanderfolgenden Vorrichtungen
für die
Schadstoffreinigung 14, 15 und 16 jedoch
nacheinander in der Querrichtung des Motorabteils des Kraftfahrzeuges
gesehen von rechts nach links gegen die Rückseite des Kraftfahrzeuges
angeordnet sind. Außerdem
ist die horizontale Achse des ersten zylindrischen Schalldämpfers 10 im
Inneren des Motorabteils in der Querrichtung so angeordnet, dass
er über
seinen Ausgangsteil an den unteren Teil des Auspuffrohres 8 in
der Längsrichtung
des Kraftfahrzeuges und an einen seitlichen Teil des Bodens angeschlossen
wird.
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In
der in der 6C gezeigten Ausführungsart
ist der Oxydationskatalysator 14 vertikal in dem zentralen
Teil des Motorabteils zwischen dem an seiner linken Seite angeordneten
Partikelfilter 16 und einer Reihe von Vorrichtungen 14', 15' angeordnet,
die aus einem in Serie gegenüber
dem ersten Oxydationskatalysator 14 mit Hilfe eines Rohres 21 mit
einem großen
Querschnitt geschalteten zweiten Oxydationskatalysator 14' und einem Partikelfilter 15' besteht, wobei
der zweite Voroxydationskatalysator 14' und der Partikelfilter 15' in der vertikalen
Richtung in Form einer einteiligen Vorrichtung übereinander gelegt sind, die
in Serie an den Eingang der NOx-Schutzdrossel
mit Hilfe eines oberen Rohres 22 angeschlossen ist, und
das Rohr 21 mit dem großen Querschnitt, welches den
ersten und den zweiten Oxydationskatalysator miteinander verbindet,
am unteren Teil des Schadstoffreinigungssystems angeordnet ist.
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Außerdem ist
der Ausgangsteil der NOx-Schutzdrossel 16 direkt an einen
ersten Schalldämpfer 10 angeschlossen,
der quer in dem Motorabteil des Kraftfahrzeuges angeordnet und an
das Auspuffrohr 8 angeschlossen ist, dessen allgemeiner Verlauf
in der Längsrichtung
unter einem seitlichen Teil des Bodens des Kraftfahrzeuges angeordnet
ist.
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In
der in der 6D dargestellten Ausführungsart
ist die Anordnung praktisch identisch mit der Anordnung, die in
der 6C dargestellt ist. Der Voroxydationskatalysator 14', der über dem
Partikelfilter 15 angeordnet ist, ist jedoch auf dem Rohr 21 mit dem
großen
Querschnitt angeordnet, mit dessen Hilfe der Ausgang des Oxydationskatalysators 14 an den
Partikelfilter 15 angeschlossen wird.
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Die
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann daher mit einem
Partikelfilter eingesetzt werden, der einen Voroxydationskatalysator
enthält, der
mit einem Partikelfilter verbunden ist oder ihn enthält, dessen
Eingangsteil mit dem Voroxydationskatalysator verbunden ist.
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In
den 7A, 7B, 7C und 7D ist
eine Oberansicht des Motorabteils eines Kraftfahrzeuges nach der
vorliegenden Erfindung dargestellt, das einen V-förmigen
Motor 5 enthält,
dessen beide geneigte Zylinderreihen quer in dem Motorabteil 3 an der
Vorderseite des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
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Die
Zylinder der einzelnen Zylinderreihen des V-förmigen Motors 5 sind
jeweils mit Hilfe von Rohren 7 und 7' mit dem Abgasstrang
verbunden.
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Die
Auspuffrohre 7 und 7' sind jeweils gegen die Vorderseite
und die Rückseite
des Motorabteils 3 des Kraftfahrzeuges gerichtet.
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Nach
der vorliegenden Erfindung sind die Bauteile des Schadstoffreinigungssystems 9 und eventuell
ein erster Schalldämpfer 10 des
Abgasstrangs in dem Motorabteil an der Vorderseite des V-förmigen Motors 5 angeordnet.
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Die
Rohrleitungen 7 und 7' der Zylinderreihen des V-förmigen Motors
sind an den Abgasstrang 6 jeweils mit Hilfe der Turbine
eines ersten Turbokompressors 11 und der Turbine eines
zweiten Turbokompressors 11' angeschlossen.
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In
der ersten Ausführungsart,
die in der 7A dargestellt ist, sind der
Voroxydationskatalysator 14, der Partikelfilter 15 und
die NOx-Schutzdrossel 16 vertikal nacheinander in der Querrichtung des
Motorabteils 3 des Kraftfahrzeuges angeordnet, und zwar
gesehen von links nach rechts von der Rückseite des Kraftfahrzeuges,
wobei das gesamte Schadstoffreinigungssystem 9 in dem Motorabteil 3 an
der Vorderseite des Motors 5 angeordnet ist.
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Die
Rohrleitungen 7 und 7' der beiden Zylinderreihen des
V-förmigen
Motors 5 sind an den Eingang des Voroxydationskatalysators 14 über die
Turbine des Turbokompressors 11 angeschlossen.
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Die
Rohrleitungen 7' der
zweiten Zylinderreihe des Motors 5 sind an den Eingang
des Voroxydationskatalysators 14 über die Turbine des Turbokompressors 11 angeschlossen,
die mit Hilfe eines Rohres 23 in Serie geschaltet sind.
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Der
Ausgang der NOx-Schutzdrossel 16 ist an den unteren Teil
des Auspuffrohres 8 angeschlossen, das in der Längsrichtung
des Kraftfahrzeuges in einer seitlichen Stellung angeordnet ist.
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In
der in der 7B dargestellten zweiten Ausführungsart
sind der Voroxydationskatalysator 14, der Partikelfilter 15 und
die NOx-Schutzdrossel 16 in dieser Reihenfolge nacheinander
vertikal in der Querrichtung des Motorabteils 3 des Kraftfahrzeuges gesehen
von rechts nach links angeordnet, und der erste Schalldämpfer 10 ist
in einer horizontalen Stellung unter dem Schadstoffreinigungssystem 9 in
der Querrichtung des Motorabteils so angeordnet, dass das Auspuffrohr 8,
das an den Ausgang des Schalldämpfers 10 angeschlossen
ist, in seitlicher Richtung und in der Längsrichtung angeordnet werden
kann, wobei dieses Rohr einen gekrümmten Teil in dem Motorabteil
aufweist, und unter dem Getriebe 5' verläuft.
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In
der in der 7C dargestellten Ausführungsart
sind die Vorrichtungen für
die Reinigung von Schadstoffen des Schadstoffreinigungssystems 9 in dem
Motorabteil an der Vorderseite des Motors 5 angeordnet,
und der Voroxydationskatalysator 14 ist zwischen dem Partikelfilter 15,
der an der rechten Seite gesehen gegen die Rückseite des Kraftfahrzeuges,
und der NOx-Schutzdrossel 16 angeordnet, die
an seiner linken Seite angeordnet, ist an ihrem unteren Ausgangsteil
mit dem ersten Schalldämpfer 10 verbunden,
der horizontal unter dem Schadstoffreinigungssystem 9 in
der Querrichtung des Motorabteils 3 angeordnet ist.
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Der
untere Teil des Ausgangs des Voroxydationskatalysators 14 ist
an den unteren Teil des Eingangs des Partikelfilters mit Hilfe eines
unteren Rohres angeschlossen, und der Ausgang des Partikelfilters 15 ist
an den oberen Teil des Eingangs der NOx-Schutzdrossel 16 mit
Hilfe eines oberen Verbindungsrohres angeschlossen, und der Ausgang
des ersten Schalldämpfers 10 ist
an den eine Krümmung aufweisenden
Abgasstrang 8 so angeschlossen, dass er in die Längsrichtung
des Kraftfahrzeuges in einem seitlichen Teil gerichtet ist und unter
dem Getriebe 5' des
Motors 5 verläuft.
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Die
Zylinderreihen des Motors 5 sind wie vorher beschrieben, über die
Auspuffrohre 7 und 7' an den Eingangsteil des Voroxydationskatalysator
mit Hilfe der Turbinen der Turbokompressoren 11 und 11' der beiden
Zylinderreihen und eines Verbindungsrohres zwischen den Turbinen
der beiden Turbokompressoren angeschlossen.
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In
der in der 7D dargestellten Ausführungsart
sind die Schadstoffreinigungssysteme 14, 15 und 16 in
der gleichen Stellung angeordnet, wie in der in der 7C dargestellten
Ausführungsart.
Außerdem
ist ein zweiter Voroxydationskatalysator 14' zwischen dem Ausgang des ersten
Voroxydationskatalysators 14 und dem Eingang des Partikelfilters 15 angeordnet
und sind mit diesen beiden Vorrichtungen mit Hilfe eines Rohres
mit einem großen
Querschnitt verbunden.
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In
allen beschriebenen Ausführungsarten sind
die weitgehend zylindrischen Vorrichtungen für die Schadstoffreinigung in
einer vertikalen Stellung dargestellt. Dagegen ist der erste Schalldämpfer, wenn
er in dem Motorabteil an der Vorderseite des Motors angeordnet wird,
allgemein horizontal angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, andere
Anordnungen der Bauteile des Schadstoffreinigungssystems und des
ersten Schalldämpfers
in dem Motorabteil an der Vorderseite des Motors vorzusehen.
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In
der 8 ist das Motorabteil eines Kraftfahrzeuges aus
dem Stand der Technik dargestellt.
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An
der Vorderseite des Motorabteils ist ein Wärmetauscher 25, wie
zum Beispiel ein Radiator angeordnet, der mehrere Funktionen erfüllt.
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Der
Radiator 25 enthält
drei nebeneinander liegende Teile, die in der von vorne nach hinten
verlaufenden Richtung des Kraftfahrzeuges liegen.
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Ein
erster Teil 25a des Wärmetauschers sorgt
für einen
Wärmetausch
zwischen der von dem Turbokompressor 11 des Motors komprimierten
Luft und der Kühlluft,
welche über
den Verdampfer 26 in das Motorabteil eindringt, wie dies
durch die Pfeile 27 angedeutet ist. Ein zweiter Teil 25b des
Wärmetauschers 25 sorgt
für einen
Wärmetausch
zwischen dem Kühlwasser
des Motors des Kraftfahrzeuges und der Kühlluft.
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Ein
dritter Teil 25c des Wärmetauschers 25, der
hinter dem ersten Teil 25a und dem zweiten Teil 25b liegt,
sorgt für
den Wärmetausch
zwischen den Motorgasen und der Luft der Vorrichtung für die Klimatisierung
des Kraftfahrzeuges.
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Bei
einem Kraftfahrzeug aus dem Stand der Technik, das in der 8 dargestellt
ist, kann der verfügbare
Freiraum in dem Motorabteil an der Vorderseite des Motors 5 vollkommen
für den
Radiator 25 ausgenutzt werden, der mit einem Ventilator
für den Abzug
der Luft verbunden werden kann, mit dessen Hilfe die Wirkung der
atmosphärischen
Luft 27 verstärkt
werden kann.
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Bei
einem Kraftfahrzeug nach der vorliegenden Erfindung, bei dem das
Schadstoffreinigungssystem 9 im Inneren des Motorabteils
an der Vorderseite des Motors angeordnet ist, ist es möglich, den Freiraum
an der Vorderseite des Motors dadurch frei zu setzen, dass die Bauteile
des Radiators 25 in einer seitlichen Stellung auf den beiden
Seiten des Motors 5 und des Getriebes 5' angeordnet
werden, wie dies in der 9 dargestellt ist.
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Die
Bauteile des Radiators können
in der Längsrichtung
angeordnet werden, wobei einer der Radiatoren, wie zum Beispiel
der Radiator 25b für den
Wärmetausch
zwischen der Kühlluft
des Motors und der Kühlluft
zum Beispiel an der linken Seite angeordnet werden, während die
beiden anderen Bauteile des Radiators 25a und 25c an
der rechten Seite angeordnet werden. In diesem Fall muß die Kühlluft 27 die
Radiatoren in der seitlichen Position erreichen.
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Um
die Zirkulation der Kühlluft
in Richtung der Radiatoren in der seitlichen Position zu unterstützen, wird
vorzugsweise ein vollkommen geschlossenes Motorabteil. an seinem
oberen Teil und an seinem unteren Teil vorgesehen.
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Die
Motorhaube des Kraftfahrzeuges, die eventuell neu konstruiert werden
kann, um eine sehr gute Zirkulation der Luft zu den Radiatoren zu
gewährleisten,
sorgt für
den Verschluss an dem oberen Teil des Motorabteils. An dem unteren
Teil des Motorabteils 3 unter dem Motor 5 kann
ein vollkommen geschlossener Boden vorgesehen werden, um einen weitgehend
dichten Verschluss gegenüber
der Luft des Motorabteils 3 an seinem unteren Teil zu gewährleisten.
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In
bestimmten Fällen
kann es notwendig sein, Ventilatoren oder Turbinen für den Abzug
der Luft 28 und 28' zum
Beispiel an den Außenseiten
der Radiatoren so anzuordnen, dass die Zirkulation der Kühlluft aktiviert
wird.
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Diese
Turbinen oder Ventilatoren können
mit Hilfe von Elektromotoren angetrieben werden, welche durch die
Batterie des Fahrzeuges gespeist werden.
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Um
jedoch die Verwendung von Elektromotoren und den Anschluß an die
Batterie des Kraftfahrzeuges zu vermeiden, kann die Zirkulation
der Luft mit Hilfe von Turbinen gewährleistet werden, die an drehende
Elemente angeschlossen werden, die in dem Kraftfahrzeug bereits
vorhanden sind, und in seitlicher Richtung auf den beiden Seiten
der Radiatoren 25b und 25c in den seitlichen Positionen
nach der vorliegenden Erfindung angeordnet sind.
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In
der in den 10 und 11 dargestellten
Ausführungsart
wird die Zirkulation der Luft jeweils mit Hilfe von Wärmetauschern 25a, 25b und 25c aktiviert,
wie dies durch die Pfeile 27' angedeutet ist,
indem an die Scheibenbremsen 29 der Vorderräder 30 des
Fahrzeugs eine Turbine für
die Zirkulation 31 angeschlossen wird.
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In
der 11 ist eine Turbine 31 dargestellt, die
mit einem drehenden Teil der Scheibenbremse 29 verbunden
ist, wobei die Turbine 31 aus Schaufeln 31' besteht, die
an der Scheibenbremse 29 befestigt ist.
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Wie
dies in den 12 und 13 dargestellt
ist, ist es ebenfalls möglich,
die zwangsweise Zirkulation der Luft durch die Wärmetauscher 25a und 25b und 25c dadurch
zu gewährleisten,
dass an den Vorderrädern 30 des
Kraftfahrzeuges in einer radialen Stellung zwischen der Nabe und
der Felge des Rades eine Vielzahl von Profilschaufeln oder Flügeln 32' angeordnet
wird, welche eine Turbine 32 für die Aktivierung der Zirkulation
der Luft bilden.
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Selbstverständlich bewirken
die Vorrichtungen für
die Aktivierung der Zirkulation der Luft, die mit den Rädern des
Kraftfahrzeuges verbunden sind, eine Wirkung, die von der Fahrgeschwindigkeit
des Kraftfahrzeuges abhängt.
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Es
kann weiterhin notwendig sein, Ventilatoren vorzusehen, welche von
Elektromotoren angetrieben werden, die von der Batterie des Kraftfahrzeuges gespeist
werden, um die verschiedenen Fluide des Motors mit einer niedrigen
Zirkulationsgeschwindigkeit zu kühlen.
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Die
seitliche Anordnung der Wärmetauscher kann
nicht nur im Fall des vorstehend erwähnten Wärmetausches angewendet werden,
sondern auch im Fall der Kühlung
des Motoröls
durch die Kühlluft.
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Um
vor dem Motor des Kraftfahrzeuges im Inneren des Motorabteils einen
ausreichenden Freiraum zu schaffen, um das gesamte Schadstoffreinigungssystem
unterbringen zu können,
kann es notwendig sein, bestimmte Anpassungen unabhängig von
der seitlichen Anordnung der Radiatoren vorzunehmen.
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In
den 14 und 15 ist
ein klassischer L-förmiger
Motor eines Kraftfahrzeuges dargestellt, wie er derzeit hergestellt
wird.
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Der
Motor 5 mit vier in Reihe angeordneten Zylindern enthält Auspuffrohre 7,
die an der Vorderseite des Zylinderkopfes 5a des Motors 5 an
einen Turbokompressor 11 angeschlossen werden.
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An
den beiden vorderen und hinteren Seiten des Motors sind verschiedene
Organe angeordnet, wie zum Beispiel der Kompressor 33 der
Klimaanlage, die Ölpumpe 35 der
Servolenkung, die Lichtmaschine 36 für die Speisung der Batterie
und der Anlasser 38, der ein Antriebsritzel aufweist, das
mit dem Schwungrad 37 des Motors in Eingriff tritt.
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Wenn
außerdem
der Motor 5 ein Dieselmotor ist, muss eine unter hohem
Druck arbeitende Einspritzpumpe für den Dieselkraftstoff 34 vorgesehen werden.
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Diese
Bauteile werden mit Ausnahme des Anlassers mit Hilfe einen Bauteilesatz
aus Riemenscheiben und Treibriemen 39 angetrieben, die
drehend mit dem Motor 5 verbunden sind.
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Zusätzlich zu
der Tatsache, dass dieser Zusammenbau einen Freiraum in dem Motorabteil
an der Vorderseite des Motors 5 ausfüllt, enthält dieser Bauteilesatz Antriebsmittel
mit Riemenscheiben, die eine komplexe Struktur aufweisen.
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In
den 16 und 17 ist
ein Kraftfahrzeug nach der vorliegenden Erfindung dargestellt, das
im Inneren des Motorabteils 3 ein Schadstoffreinigungssystem 9 enthält, das
an der Vorderseite des Motors 5 angeordnet ist.
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Um
den Freiraum an der Vorderseite des Motors 5 in dem Motorabteil 3 freizumachen,
werden die vorstehend beschriebenen Bauteile rund um das Getriebe 5' des Kraftfahrzeuges
in einer seitlichen Position auf der rechten Seite des Motors 5 am
Längsende
der Zylinderreihe des Motors angeordnet.
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Bei
einem Dieselmotor werden der Anlasser 38 und die unter
hohem Druck arbeitende Einspritzpumpe für den Dieselkraftstoff 34 über dem
Getriebe 5' des
Kraftfahrzeuges angeordnet und enthalten Antriebsritzel oder Abtriebsritzel,
die mit dem Schwungrad 37 des Motors in Eingriff treten
und die Form eines Zahnrades haben.
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Der
Kompressor der Klimaanlage 33 kann ebenfalls über dem
Getriebe 5' angeordnet
werden, und die Ölpumpe
der Servolenkung 35 und die Lichtmaschine 36 können zum
Beispiel seitlich gegenüber dem
Getriebe 5' angeordnet
werden. Die Bauteile 33, 35 und 36 eine
Antriebswelle, auf der eine Riemenscheibe befestigt ist, und ein
gemeinsamer Antriebsriemen 39' verlaufen über dem Bauteilesatz aus Antriebsriemen
der Bauteile und über
einer Riemenscheibe 40, die auf einer Abtriebswelle des
Getriebes befestigt ist.
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Die
in den 16 und 17 gezeigte
Anordnung der Bauteile des Motors erlaubt es nicht nur, einen Freiraum
in dem Motorabteil 3 an der Vorderseite des Motors 5 zu
schaffen, sondern auch den Motor kompakter zu gestalten und kann
auch daher auch einfacher unter der Motorhaube angeordnet werden,
sowie durch die Verwendung eines einzigen Riemens den Antrieb vereinfachen.
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Das
Kraftfahrzeug nach der vorliegenden Erfindung besitzt daher zahlreiche
Vorteile, und zwar sowohl im Hinblick auf die Funktion und den möglichen
Einbau des Abgasstrangs, als auch im Hinblick auf die generelle
Konzeption und die Sicherheit dieses Kraftfahrzeuges.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsarten
beschränkt.
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Zum
Beispiel können
die in den 9 bis 17 dargestellten
Perfektionierungen im Falle eines L-förmigen Motors mit vier in Reihe
angeordneten Zylindern auch auf andere Motortypen angewendet werden,
wie zum Beispiel einen V-förmigen
Motor mit zwei quer angeordneten Zylinderreihen.
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Die
vorliegende Erfindung kann sowohl auf Benzinmotoren als auch auf
Dieselmotoren angewendet werden, wobei der Aufbau des Schadstoffreinigungssystems
bei den verschiedenen Motortypen unterschiedlich sein kann.
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Ganz
allgemein kann die vorliegende Erfindung auf alle Kraftfahrzeuge
angewendet werden, die mit Hilfe eines Verbrennungsmotors angetrieben werden.