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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasvorrichtung eines V-Motors für ein Fahrzeug, die in einem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Bei einem V-Motor für ein Fahrzeug ist jede Zylinderbank in einem Motorraum an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet. Die Zylinderbank ist in einer Längsrichtung des Fahrzeugs (einer Fahrzeug-Längsrichtung) ausgerichtet. Eine Abgasvorrichtung des V-Motors hat Abgasrohre bzw. Abgaskrümmer, die an beiden Seitenabschnitten des V-Motors in der Fahrzeug-Breitenrichtung angeordnet sind, wobei ein Katalysator an einem Sammelabschnitt jedes Abgaskrümmers auf eine Weise angebracht ist, dass sich eine Axiallinie des Katalysators in einer unteren Richtung des Fahrzeugs erstreckt, und ein Katalysator in einem unteren Abschnitt einer Hilfsmaschinenkomponente im Motorraum angeordnet ist. In dieser Abgasvorrichtung sind die Katalysatoren in vielen Fällen symmetrisch an beiden Seitenabschnitten in der Fahrzeug-Breitenrichtung des V-Motors angeordnet.
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In diesem Zusammenhang wird in der
JP 2005-171792A der folgende Aufbau vorgeschlagen: Um die Lebensdauer eines Luftverhältnis-Sensors durch Verringern einer atmosphärischen Temperatur am Umfang des Katalysators im Motorraum zu verlängern, sind durchgangsartige Kanalabschnitte an beiden Seitenabschnitten einer Hitzeabschirmplatte angeordnet, um eine Vorderseite des Katalysators abzudecken.
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In der
JP 08-144 751 A wird der folgende Aufbau vorgeschlagen: Bei einem transversalen V-Motor sind ein unterer Endabschnitt des vorderseitigen Abgaskrümmers und ein unterer Endabschnitt des rückseitigen Abgaskrümmers miteinander verbunden, um ein einziges Abgasrohr zu bilden. In einem Abschnitt des Abgasrohrs vor dem Motor ist ein Katalysator so angeordnet, dass am Umfang des Katalysators angebrachte Komponenten vor einer thermischen Beeinträchtigung geschützt werden können.
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Bei dem oben beschriebenen vorbekannten V-Motor für ein Fahrzeug können die folgenden Probleme auftreten. Wenn Katalysatoren symmetrisch an/in beiden Seitenabschnitten in der Fahrzeug-Breitenrichtung eines V-Motors angeordnet sind, ist es schwierig, Hilfsmaschinenkomponenten in Abschnitten außer in den oberen Abschnitten der beiden Katalysatoren anzuordnen. Demgemäß müssen die Hilfsmaschinenkomponenten notwendigerweise über den beiden Katalysatoren angeordnet werden. In diesem Fall werden die Hilfsmaschinenkomponenten durch die von den Katalysatoren übertragene Hitze thermisch beeinträchtigt. Daher wird die Lebensdauer gesenkt.
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Aus der
US 2003/0024299 A1 ist eine Abgasvorrichtung eines V-Motors für ein Fahrzeug bekannt, bei der die beiden Katalysatoren für die beiden Zylinderreihen in einer im Wesentlichen symmetrischen Anordnung auf den beiden in Fahrzeuglängsrichtung linken und rechten Seiten einer Ölwanne des Motors an den beiden Sammelabschnitten der Abgaskrümmer der beiden Zylinderreihen so angeordnet sind, dass die Axiallinien der Katalysatoren sich in der Fahrzeug-Höhenrichtung erstrecken und außerdem jeweils schräg zur Rückseite des Fahrzeuges geneigt sind.
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasvorrichtung eines V-Motors für ein Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Hitzebeeinträchtigung der Hilfsmaschinenkomponenten sowie eine Verkürzung der Lebensdauer, die von der Hitzebeeinträchtigung verursacht wird, zu verhindern, indem eine Wärmeübertragung von dem Katalysator zu den Hilfsmaschinenkomponenten vermieden wird.
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Um die obigen Aufgaben zu erfüllen, wird gemäß der Erfindung eine Abgasvorrichtung eines V-Motors für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bereitgestellt.
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Bei dieser Konfiguration ist der eine der Katalysatoren, der unter der Hilfskomponente angeordnet ist, lateral zu der Ölwanne, die am unteren Abschnitt des V-Motors angebracht ist, positioniert. Daher erweitert sich ein zwischen dem Katalysator und der Hilfskomponente gebildeter Raum, und die Wärmeübertragung von dem Katalysator zu der Hilfskomponente wird vermieden. Demgemäß kann die Hitzebeeinträchtigung der Hilfskomponente und die Verkürzung der Lebensdauer, die von der Hitzebeeinträchtigung der Hilfskomponente verursacht wird, verhindert werden.
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Da der eine der Katalysatoren sich an einer Position befindet, an der eine starke Luftströmung herrscht, wenn das Fahrzeug fährt, kann der eine der Katalysatoren von dem Luftstrom wirksam gekühlt werden, und ein Temperaturanstieg des einen der Katalysatoren kann vermieden werden. Demgemäß ist es möglich, eine Wärmeübertragungsmenge von dem einen der Katalysatoren zu der Hilfskomponente zu verringern.
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Da der untere Abschnitt der Ölwanne deutlich von dem einen der Katalysatoren in der Fahrzeug-Breitenrichtung getrennt ist, kann die Menge der Luftströmung, die auf der Seite des unteren Abschnitts der Ölwanne strömt, erhöht werden. Mit dem Luftstrom kann der eine der Katalysatoren wirksamer gekühlt werden, und ein Temperaturanstieg kann ausreichend gemindert werden.
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Eine Halterungsvorrichtung, welche den V-Motor am Fahrzeug haltert, kann vor dem einen der Katalysatoren in der Fahrzeug-Längenrichtung positioniert sein, und ein Einlassabschnitt des einen der Katalysatoren kann hinter der Halterungsvorrichtung in der Fahrzeug-Längenrichtung positioniert sein, damit er nicht von der Halterungsvorrichtung, von der Vorderseite des Fahrzeug aus gesehen, abgedeckt ist.
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Bei dem Katalysator tendiert die Temperatur des Einlassabschnitts relativ hoch gegenüber der der anderen Abschnitte zu sein. Bei der obigen Konfiguration kann der Einlassabschnitt des einen der Katalysatoren wirksam durch den durch die Halterungsvorrichtung passierenden Luftstrom gekühlt werden. Daher kann ein Temperaturanstieg des einen der Katalysatoren gemindert werden. Daher kann eine Wärmeübertragung von dem einen der Katalysatoren zu der Hilfskomponente, die sich über dem einen der Katalysatoren befindet, vermieden werden. Demgemäß kann eine von der Hitzebeeinträchtigung der Hilfskomponente verursachte Verkürzung der Lebensdauer wirksamer verhindert werden.
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Der eine der Katalysatoren kann schräg angeordnet sein, so dass seine Axiallinie sich schräg in der Fahrzeug-Höhenrichtung erstreckt, wodurch ein Zwischenraum unter einem Blockheizelement, das an einem Zylinderblock des V-Motors angebracht ist, gebildet wird. Die Hilfskomponente ist ein Bremskraftverstärker und ggf. ein Blockheizelement.
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Da bei der obigen Konfiguration der eine der Katalysatoren, der sich unterhalb der Hilfskomponente befindet, schräg angeordnet ist, kann ein großer Zwischenraum unter dem Blockheizelement gebildet werden. Demgemäß kann eine Wärmeübertragung von dem einen der Katalysatoren zu dem Blockheizelement vermieden werden, und das Blockheizelement kann durch den durch den Zwischenraum strömenden Luftstrom wirksam gekühlt werden. Daher kann ein Temperaturanstieg des Blockheizelements verhindert werden, was die Lebensdauer und die Betriebsstabilität des Blockheizelements verlängert bzw. verbessert.
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Die obigen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung bevorzugter exemplarischer Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klarer hervor, in denen zeigen:
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1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Abgasvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 eine Draufsicht auf einen Vorderabschnitt des Fahrzeugs mit der Abgasvorrichtung gemäß der Ausführungsform,
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3 eine Vorderansicht eines Motorraums des Fahrzeugs mit der Abgasvorrichtung gemäß der Ausführungsform,
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4 eine Seitenansicht von rechts des Motorraums des Fahrzeugs mit der Abgasvorrichtung gemäß der Ausführungsform, und
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5 eine Seitenansicht von links des Motorraums des Fahrzeugs mit der Abgasvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
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Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Das in 1 gezeigte Fahrzeug 1 ist ein Fahrzeug mit Vierradantrieb (4-WD-Fahrzeug). Bei diesem Fahrzeug 1 können die Vorderräder 2 und die Hinterräder 3 gleichzeitig angetrieben werden. In dem in 2 gezeigten Motorraum 4 ist im Vorderabschnitt des Fahrzeugs 1 der 6-Zylinder-V-Motor 5, der eine Antriebsquelle ist, eingebaut. Wie in 2 detailliert gezeigt ist, ist dieser V-Motor 5 longitudinal in dem Motorraum 4 so angeordnet, dass rechte und linke Zylinderbänke 5R, 5L des V-Motors 5 sich im Wesentlichen in einer Fahrzeug-Längenrichtung erstrecken. Die rechten und linken Zylinderbänke 5R, 5L sind zu einer V-Form in der Vorderansicht ausgebildet, und sie sind nach rechts und links in Bezug auf die Mittellinie M des Fahrzeugs geneigt bzw. schräggestellt.
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Wie in 3 gezeigt ist, sind beide Seitenabschnitte auf der rechten und linken Seite des V-Motors 5 so gehaltert, dass die rechte und die linke Halterungsvorrichtung 7R, 7L durch ein Paar der rechten und linken Seitenrahmen 6R, 6L getragen sind, die sich in der Fahrzeug-Längsrichtung (der Richtung senkrecht zu der Oberfläche von 3) erstrecken. In diesem Fall ist die rechte und die linke Halterungsvorrichtung 7R, 7L so ausgebildet, dass die Halterungen 10R, 10L, die elastische Körper aufweisen, zwischen den Halterungsbügeln, 8R, 8L, welche in einem unteren Abschnitt des Zylinderblocks 5a des V-Motors 5 angeordnet sind, und den an den Seitenrahmen 6R, 6L angebrachten Halterungsbügeln 9R, 9L vorgesehen sind. In diesem Zusammenhang ist in 3 die Bezugsziffer 11 ein Armaturenbrett, und die Bezugsziffer 12 ist ein Unterrahmen.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist an der Rückseite des V-Motors 5 das Getriebe 13 angebracht. Hinter dem Getriebe 13 ist das Verteiler- bzw. Nachschaltgetriebe (”transfer”) 14 angebracht. Von dem Verteilergetriebe 14 erstreckt sich die hintere Antriebswelle 15 nach hinten durch den Ausnehmungstunnel 16, der im mittleren Abschnitt in der Fahrzeug-Breitenrichtung vorgesehen ist. Ferner erstreckt sich die vordere Antriebswelle 17 rechts von der Mitte der Fahrzeug-Breitenrichtung nach vorne. Wie in 1 gezeigt ist, sind die hintere Antriebswelle 15 und die vordere Antriebswelle 17 jeweils mit der Hinterachse 18 und der Vorderachse 19 über in der Zeichnung nicht dargestellte Differentialgetriebe verbunden. In diesem Zusammenhang ist in 1 die Bezugsziffer 20 ein Fahrzeugchassisboden, die Bezugsziffer 21 ist ein Querelement, das zwischen dem rechten Seitenrahmen 6R und dem linken Seitenrahmen 6L vorgesehen ist, und die Bezugsziffer 22 ist ein in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs angeordneter Kraftstofftank.
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In diesem Zusammenhang sind gemäß 3 jeweils an beiden Seitenabschnitten in der Fahrzeug-Breitenrichtung des V-Motors 5, genauer gesagt an Außenabschnitten der rechten und linken Bänke 5R, 5L, die Abgaskrümmer 23R, 23L, die mit nicht dargestellten, zu den Bänken 5R, 5L hin offenen Anschlüssen verbunden sind, angebracht. In Sammelabschnitten der Abgaskrümmer 23R, 23L sind die Katalysatoren 24R, 24L, von denen jeder eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist, unter der Bedingung angebracht, dass Achsen der Katalysatoren 24R, 24L sich in der unteren Richtung des Fahrzeugchassis erstrecken. Bei diesem Aufbau ist der rechte Katalysator 24R unter dem Bremskraftverstärker 25 und dem Blockheizelement 26 angeordnet, die in dem Motorraum 4 angeordnete Hilfsmaschinenkomponenten sind.
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Wie in 3 gezeigt ist, sind die rechten und linken Katalysatoren 24R, 24L im Motorraum 4 asymmetrisch angeordnet. In der Vorderansicht ist der linke Katalysator 24L um einen in der Zeichnung dargestellten Winkel 91 so geneigt angeordnet, dass die Achse des linken Katalysators 24L sich schräg nach unten zur Innenseite des Fahrzeugchassis hin erstreckt. Der rechte Katalysator 24R ist um einen in der Zeichnung dargestellten Winkel 92 geneigt so angeordnet, dass sich die Achse des rechten Katalysators 24R schräg nach unten zur Außenseite des Fahrzeugchassis erstreckt. Daher wird ein Raum unter dem am Zylinderblock 5a des V-Motors 5 angebrachten, vorher beschriebenen Blockheizelement 26 gebildet.
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In der Seitenansicht gemäß 5 ist die Achse des linken Katalysators 24L um den Winkel α1 in der Zeichnung schräg nach unten zur Rückseite des Fahrzeugchassis hin geneigt angeordnet. Andererseits ist gemäß 4 die Achse des rechten Katalysators 24R um den Winkel α2 in der Zeichnung schräg nach unten zur Rückseite des Fahrzeugchassis hin geneigt angeordnet. In diesem Fall ist der Neigungswinkel α2 des rechten Katalysators 24R größer als der Neigungswinkel α1 des linken Katalysators 24L (α2 > α1).
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Ferner sind gemäß 2 die Halterungsvorrichtungen 7R, 7L vor den rechten und linken Katalysatoren 24R, 24L in der Fahrzeug-Längsrichtung angeordnet. Wie in 3 gezeigt ist, befindet sich ein Einlassabschnitt 24a des rechten Katalysators 24R hinter der rechten Halterungsvorrichtung 7R, so dass er nicht von der rechten Halterungsvorrichtung, von der Vorderseite des Fahrzeugs aus betrachtet, abgedeckt ist. Mit anderen Worten liegt der Einlassabschnitt 24a des rechten Katalysators 24R in der Vorderansicht frei. Dementsprechend kann der Abstand L1 zwischen dem Einlassabschnitt 24a des rechten Katalysators 24R und dem Bremskraftverstärker 25 aufrechterhalten werden. Ferner kann der Abstand L2 zwischen dem Einlassabschnitt 24a des rechten Katalysators 24R und dem Blockheizelement 26 aufrechterhalten werden.
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Wie in 3 gezeigt ist, befindet sich der rechte Katalysator 24R seitlich der Ölwanne 27, die am unteren Abschnitt des V-Motors 5 angebracht ist. Der untere Abschnitt 27a der Ölwanne 27 ist so verformt, dass die Mittellinie des unteren Abschnitts 27a von der Mittellinie M des Fahrzeugs um die Distanz e in der Zeichnung getrennt ist. Daher kann der untere Abschnitt 27a der Ölwanne 27 einen Abstand von dem rechten Katalysator 24R aufweisen.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, erstreckt sich von dem linken Katalysator 24L das Abgasrohr 28L zur Rückseite des Fahrzeugchassis. Das Abgasrohr 28R erstreckt sich vom rechten Katalysator 24R zur Rückseite des Fahrzeugchassis und ist dann unter einem im Wesentlichen rechten Winkel zum linken Abgasrohr 28L hin gebogen. Daher werden beide Abgasrohre 28R, 28L am Sammelabschnitt 29 zusammengeführt. Das Abgasrohr 30, das sich vom Sammelabschnitt zur Rückseite des Fahrzeugchassis erstreckt, ist mit dem Katalysator 31 verbunden. Wie in 1 gezeigt ist, ist das sich von dem Katalysator 31 zur Rückseite des Fahrzeugchassis erstreckende Abgasrohr 32 mit dem Nebenkühler 33 verbunden. Das sich vom Nebenkühler 33 in der Fahrzeugrichtung erstreckende Abgasrohr 34 ist mit dem Haupt-Schalldämpfer 35, der seitlich im hinteren Endabschnitt des Fahrzeugchassis angeordnet ist, verbunden. Vom rechten Endabschnitt des Haupt-Schalldämpfers 35 erstreckt sich das Abgasrohr 36 nach außen und ist dann zur Rückseite des Fahrzeugs hin gebogen, und ein Endabschnitt des Abgasrohrs 36 öffnet sich zur Atmosphäre.
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Bei der oben beschriebenen Abgasvorrichtung wird, wenn Abgas, das erzeugt wird, wenn der V-Motor 5 angetrieben wird, in die rechten und linken Katalysatoren 24R, 24L durch die rechten und die linken Abgaskrummer 23R, 23L strömt, das Abgas gereinigt. Dann strömt das Abgas durch die rechten und linken Abgasrohre 28R, 28L und strömt in den Sammelabschnitt 29. Nachdem sich das Abgas in dem Sammelabschnitt 29 gesammelt hat, strömt es von dem Abgasrohr 30 zum Katalysator 31 und wird nochmals gereinigt. Dann strömt das Abgas vom Abgasrohr 32 zu dem Neben-Schalldämpfer 33, um Geräusche zu dämpfen. Danach strömt das Abgas über das Abgasrohr 34 in den Haupt-Schalldämpfer bzw. den Auspufftopf 35. Im Auspufftopf 35 wird ein Geräusch des Abgases nochmals gedämpft, und dann wird das Abgas aus dem Abgasrohr 36 in die Atmosphäre ausgetragen.
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Wenn das Fahrzeug fährt, strömt ein Luftstrom von der Vorderseite des Fahrzeugs über eine Öffnung ins Innere des Fahrzeugs, die an einem an der Vorderseite des Fahrzeugs vorgesehenen Stoßdämpfer ausgebildet ist. Der Luftstrom innerhalb des Fahrzeugs strömt durch den Ausnehmungstunnel 16 und unterhalb des Bodens 20, und strömt dann aus dem Fahrzeug aus.
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Da bei der Abgasvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform der rechte Katalysator 24R, der sich unter der Hilfsmaschinenkomponente wie z. B. dem Bremskraftverstärker 25 und dem Blockheizelement 26 befindet, lateral zu der Ölwanne 27 hin gelegen ist, die an einem unteren Abschnitt des V-Motors 5 angebracht ist, wird ein Raum, der zwischen dem Katalysator 24R, dem Bremskraftverstärker 25 und dem Blockheizelement 26 gebildet ist, erweitert, und eine Wärmeübertragung von dem Katalysator 24R zu dem Bremskraftverstärker 25 und dem Blockheizelement 26 kann vermieden werden. Daher ist es möglich, eine Beeinträchtigung des Bremskraftverstärkers 25 und des Blockheizelements 26 durch Hitze zu vermeiden. Ferner ist es möglich, eine Verkürzung der Lebensdauer, die von der Beeinträchtigung durch Hitze verursacht wird, zu verhindern.
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Da sich der rechte Katalysator 24R an einer Position befindet, an der eine große Luftstrommenge strömt, wenn das Fahrzeug fährt, kann der gesamte Katalysator 24R wirksam durch den Luftstrom gekühlt werden. Demgemäß kann ein Temperaturanstieg des Katalysators 24R vermieden werden, und eine Wärmeübertragung zu dem Bremskraftverstärker 25 und dem Blockheizelement 26 kann gemindert werden.
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Da der untere Abschnitt 27a der Ölwanne 27 deutlich vom rechten Katalysator 24R in der Fahrzeug-Breitenrichtung getrennt ist, ist es möglich, die auf der Seite der Ölwanne 27 strömende Luftstrommenge zu erhöhen. Durch diesen Luftstrom kann der Katalysator 24R wirksamer gekühlt werden, und der Temperaturanstieg kann vermieden werden.
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Ferner befindet sich bei der vorliegenden Ausführungsform der Einlassabschnitt 24a des rechten Katalysators 24R an der Rückseite der rechten Halterungsvorrichtung 7R, so dass er von der rechten Halterungsvorrichtung 7R, von der Vorderseite des Fahrzeugs aus betrachtet, nicht abgedeckt bzw. verdeckt ist (s. 3). Obwohl die Temperatur des Einlassabschnitts 24a dazu tendiert, höher zu sein als die der anderen Abschnitte des rechten Katalysators 24R, kann der Einlassabschnitt 24a von dem durch den Halterungsabschnitt 7R strömenden Luftstrom wirksam gekühlt werden. Demgemäß ist es möglich, einen Temperaturanstieg des Katalysators 24R zu verhindern. Daher kann eine Wärmeübertragung auf den Bremskraftverstärker 25 und das Blockheizelement 26, die über dem Katalysator 24R angeordnet sind, gemindert werden. Demgemäß kann eine Beeinträchtigung dieser Komponenten durch Hitze wirksamer verhindert werden. Ferner ist es möglich, die Verkürzung der Lebensdauer zu verhindern.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der rechte Katalysator 24R so angeordnet, dass sich eine Achse des rechten Katalysators 24R schräg nach unten zur Außenseite des Fahrzeugs erstreckt. Daher kann gemäß 3 ein relativ großer Zwischenraum unter dem Blockheizelement 26 gebildet werden. Demgemäß ist es möglich, eine Wärmeübertragung von dem Katalysator 24R zum Blockheizelement 26 zu vermeiden. Ferner kann durch den in dem Raum strömenden Luftstrom das Blockheizelement 26 wirksam gekühlt werden, und ein Temperaturanstieg des Blockheizelements 26 kann vermieden werden. Daher kann die Lebensdauer und die Betriebsstabilität des Blockheizelements 26 verlängert bzw. verbessert werden.
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In dem oben erläuterten Fall wird die vorliegende Erfindung auf die Ausführungsform der Abgasvorrichtung des 6-Zylinder-V-Motors angewandt, der in Längsrichtung in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb angeordnet ist. Natürlich kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Abgasvorrichtung eines V-Motors mit mehr Zylindern angewandt werden.
