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Die Erfindung betrifft eine Struktur einer Motorkapselung eines Fahrzeuges, und insbesondere eine Mehrzweckstruktur einer Motorkapselung eines Fahrzeuges, die gleichzeitig entsprechende Eigenschaften, wie Kraftstoffeffizienz, Akustik und Aerodynamik, durch Optimierung des Wärmestromes in einem Motorraum zur Verbesserung der Kühlleistung und durch Optimierung des Wärmemanagements in dem Motorraum verbessern kann.
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Ein Fahrzeug ist strukturell in eine Fahrzeugkarosserie und ein Fahrgestell eingeteilt. Die Fahrzeugkarosserie ist ein Teil, das die Außenform des Fahrzeuges mit einem Motorraum bildet, und im Allgemeinen sind ein Motor, ein Getriebe, ein Kühlsystem und verschiedene Hilfskomponenten in dem Motorraum angeordnet.
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Da der Motor während des Betriebs in dem Motorraum Hochtemperaturwärme erzeugt, muss bei der Entwicklung eines Fahrzeuges für die Gestaltung des Motorraumes unbedingt berücksichtigt werden, den Wärmestrom zu optimieren, um den Motor wirksam zu kühlen und thermische Schäden an dem Motor zu verhindern.
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Daher haben Automobilhersteller den Versuch unternommen, die Kühlleistung durch Durchführung verschiedener Untersuchungen, wie Analysen über den Einfluss von Wärmestromfaktoren auf die Gestaltung eines Motorraumes, zu verbessern.
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Das heißt, der Wärmestrom wurde durch Verbesserung von Faktoren, die den Wärmestrom in einem Motorraum beeinflussen, d. h. Erhöhung der Spannweite von linken und rechten Seitenteilen und der Links-Rechts-Entfernung eines Federbeingehäuses, Vereinfachung und optimale Anordnung der Konfiguration von Hilfskomponenten und Teilen in dem Motorraum, Neigung eines Kühlgebläses und Optimierung der Luftführungsstruktur, optimiert, und ein bestimmtes Niveau der Optimierungswirkung, wie Kühlung des Motors und Verhinderung von thermischen Schäden, wurde erreicht.
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Obwohl es möglich ist, die Eigenschaften, wie Kühlung eines Motors und Verhinderung von thermischen Schäden, teilweise zu verbessern, ist es jedoch schwierig, eine zufriedenstellende Wirkung bezüglich der gesamten technischen Funktion des Motorraumes und der Eigenschaften, wie Kraftstoffeffizienz oder Emission, Akustik und Aerodynamik, nur durch Optimierung des Wärmestromes für die Gestaltung des Motorraumes zu erreichen.
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Ferner ist die gewünschte Wirkung zur Verbesserung der Kühlleistung und der Effizienz durch Optimierung der Struktur und Anordnung eines Kühlmoduls (z. B. Neigung eines Kühlgebläses), Anbringung einer aktiven Luftklappe und Optimierung der Struktur und Anordnung einer Luftführung nach dem Stand der Technik, und praktisch die Wirkung und der Umfang der Verbesserung durch die Eigenschaften des Motorraumes begrenzt, und es gibt eine Grenze bei der Verteilung des Wärmestromes in die richtigen Positionen infolge der komplizierten Strömungscharakteristika in dem Motorraum.
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Ferner wurde, obwohl bei normalen Fahrzeugen der Motorraum mit einer Motorabdeckung, die den oberen Abschnitt eines Motors abdeckt, und einer Unterbodenabdeckung, die in dem unteren Abschnitt des Motorraumes angeordnet ist, ausgestattet ist, um Geräusche zu reduzieren, die Struktur verbessert und optimiert, und das Material für die Teile wurde verbessert, um Geräusche und Abwärme zu reduzieren, jedoch wurde die Kraftstoffeffizienz oder die Aerodynamik nicht angemessen berücksichtigt.
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Daher ist es erforderlich, dass die optimale Struktur für das Wärmemanagement eines Motorraumes zur Optimierung des Wärmestromes in dem Motorraum bezüglich der Kühlung weiter verbessert wird.
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Mit der Erfindung wird eine Mehrzweckstruktur einer Motorkapselung eines Fahrzeuges geschaffen, die gleichzeitig entsprechende Eigenschaften, wie Kraftstoffeffizienz, Akustik und Aerodynamik, durch Optimierung des Wärmestromes in einem Motorraum zur Verbesserung der Kühlleistung und durch Optimierung des Wärmemanagements in dem Motorraum verbessern kann.
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Gemäß der Erfindung weist eine Struktur einer Motorkapselung eines Fahrzeuges ein Motorraumkapselteil, das an einem oberen Abschnitt eines Motorraumes angeordnet ist und einen oberen Abschnitt eines Antriebsstranges abdeckt, der einen Motor und ein Getriebe aufweist, ein Unterbodenkapselteil, das an einem unteren Abschnitt des Motorraumes angeordnet ist und einen unteren Abschnitt des Antriebsstranges abdeckt, wobei das Motorraumkapselteil und das Unterbodenkapselteil einen Innenraum bilden und den Antriebsstrang in dem Innenraum umschließen, wenn sie aneinander montiert sind, und einen vorderen Einlass auf, der an einem vorderen Abschnitt der Montageanordnung ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass Luft durch den vorderen Einlass hindurchströmt, und den Antriebsstrang zu kühlen, während die Luft durch den Innenraum der Montageanordnung hindurchtritt, wobei die Luft durch einen hinteren Auslass hindurch abgeführt wird, der an der Montageanordnung ausgebildet ist.
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Das Motorraumkapselteil deckt einen Raum zwischen einem vorderen Endmodul, einer Trennwand und linken und rechten Seitenteilen einer Fahrzeugkarosserie an dem oberen Abschnitt des Motorraumes ab.
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Das Motorraumkapselteil kann eine obere Abdeckung, die einen oberen Abschnitt des Innenraumes abdeckt, eine linke und eine rechte Seitenabdeckung, welche die seitlichen Seiten des Innenraumes abdecken, und eine hintere Abdeckung aufweisen, die an den hinteren Enden der oberen Abdeckung und der linken und der rechten Seitenabdeckung ausgebildet ist, um eine Rückseite des Innenraumes abzudecken, wobei die Vorderseite des Motorraumkapselteils offen ist, um die Luft einzuführen.
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Ein Isolator zum Blockieren von Wärme und Absorbieren von Geräuschen ist an einer Innenseite des Motorraumkapselteils montiert.
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Ein Isolator zum Blockieren von Wärme und Absorbieren von Geräuschen ist an einer Innenseite des Motorraumkapselteils montiert, und eine Platte gegen thermische Beschädigung ist um Teile eines Abgassystems herum an der Innenseite des Motorraumkapselteils oder an der Innenseite des Isolators montiert.
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Das Unterbodenkapselteil kann eine Unterseitenabdeckung, die einen unteren Abschnitt des Innenraumes abdeckt, und eine linke und eine rechte Seitenabdeckung aufweisen, welche die seitlichen Seiten des Innenraumes abdecken, wobei vordere und hintere Abschnitte des Unterbodenkapselteils offen sind, um die Luft einzuführen und abzuführen.
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Eine Platte gegen thermische Beschädigung ist um Teile eines Abgassystems herum an einer Innenseite des Unterbodenkapselteils montiert.
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Ein Isolator zum Blockieren von Wärme ist unter dem Motor und Ölwannen des Getriebes an einer Innenseite des Unterbodenkapselteils montiert.
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Düsenhalsformabschnitte, die in den Innenraum hineinragen, sind an einem vorderen Abschnitt der oberen Abdeckung zum Abdecken eines oberen Abschnitts des Innenraumes und an einem vorderen Abschnitt der Unterseitenabdeckung zum Abdecken eines unteren Abschnitts des Innenraumes ausgebildet und beschleunigen die Luft durch Reduzieren einer Strömungsquerschnittsfläche der Luft beim Durchqueren der Düsenhalsformabschnitte.
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Ein Düsenhalsformabschnitt, der die Luft durch Reduzieren einer Strömungsquerschnittsfläche der durch den hinteren Auslass hindurch abgeführten Luft beschleunigt, ist zusätzlich an einem hinteren Abschnitt einer Unterseitenabdeckung des Unterbodenkapselteils ausgebildet.
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Eine Abgassystem-Kühlluftführung, welche die durch den vorderen Einlass hindurch eingeführte Luft zu dem hinteren Auslass führt, ist an den Innenseiten der linken und der rechten Seitenabdeckung ausgebildet, welche die seitlichen Seiten des Innenraumes abdecken.
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Die Abgassystem-Kühlluftführung ist entlang einem Anordnungspfad, der ein Abgasrohr umfasst, angeordnet und führt die durch den vorderen Einlass hindurch eingeführte Luft zu dem Anordnungspfad.
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Die Abgassystem-Kühlluftführung ist in Bezug auf eine Längsachse des Fahrzeuges schräg angeordnet, und der Anordnungspfad ist entlang einer Neigung der Abgassystem-Kühlluftführung angeordnet.
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Die Abgassystem-Kühlluftführung ist in Bezug auf eine Längsachse des Fahrzeuges schräg angeordnet.
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Eine Luftklappe öffnet oder schließt den vorderen Einlass der Montageanordnung, und das Öffnen und Schließen der Luftklappe wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von einer Steuereinrichtung entsprechend einem Fahrzustand des Fahrzeuges ausgegeben wird, um ein Kühlen und Wärmehalten des Innenraumes, in dem der Antriebsstrang angeordnet ist, durchzuführen.
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Daher deckt die Struktur der Motorkapselung eines Fahrzeuges gemäß der Erfindung den Motor und das Getriebe ab und hat die Funktion der Blockierung von Wärme, so dass es möglich ist, den Motor und das Getriebe im Frühstadium der nächsten Fahrt durch Halten der Wärme in dem Motorraum schnell zu erwärmen und zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz durch Reduzierung der mechanischen Reibungskraft beizutragen.
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Insbesondere macht es die Struktur der Motorkapselung gemäß der Erfindung möglich, die Abgase, wie CO2, zu reduzieren, die Anfangskraftstoffeffizienz und die Anfangserwärmungsleistung zu verbessern, den Verschleiß des Motors und des Getriebes durch Reduzierung der Warmlaufzeit zu verringern, und eine Geräuschabsorptionsfunktion durch Reduzierung des Kaltleerlaufgeräusches zu schaffen, so dass die Struktur den Vorteil hat, dass die über die Trennwand in den Innenraum übertragenen Geräusche (Motorgeräusch und Straßengeräusch während der Fahrt) reduziert werden und Schäden beim Aufprall eines Fußgängers durch eine Stoßabsorptionsfunktion vermindert werden.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht der Konfiguration und Anordnung einer Struktur einer Motorkapselung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1;
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3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 1;
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4 eine schematische Ansicht, die den Luftstrom bei einer Struktur einer Motorkapselung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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5 eine Ansicht, die das Prinzip einer Motorkapselung gemäß der Erfindung darstellt;
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6 und 7 Schnitte einer Struktur einer Motorkapselung gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, bei der Düsenhalsformabschnitte zum Beschleunigen von Luft am Einlass und Auslass und eine Kühlluftführung ausgebildet sind;
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8 eine Ansicht, die das Anfangsstarten, die Kühlung beim Fahren, und die Kühlwassertemperatur im Ausschaltzustand bei der Struktur aus den 6 und 7 darstellt; und
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9 eine Ansicht, die das Anfangsstarten, die Kühlung beim Fahren, und das Wärmemanagement im Ausschaltzustand bei der Struktur aus den 6 und 7 darstellt.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug” allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
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Die Erfindung stellt eine Mehrzweckstruktur einer Motorkapselung eines Fahrzeuges bereit, die gleichzeitig entsprechende Eigenschaften, wie Kraftstoffeffizienz, Emission und Aerodynamik, verbessern kann, um das Wärmemanagement in einem Motorraum zu optimieren, während der Wärmestrom in dem Motorraum optimiert wird, um die Kühlleistung zu verbessern.
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Eine wie unten beschriebene Struktur einer Motorkapselung gemäß der Erfindung ist derart ausgebildet, dass sie einen Motor, ein Teil eines Abgassystems, wie ein Abgasrohr, und ein mit dem Motor zusammenwirkendes Getriebe abdeckt und eine Wärmeblockierfunktion hat, so dass die Struktur der Motorkapselung es ermöglicht, den Motor (einschließlich das Teil des Abgassystems) und einen Antriebsstrang mit dem Getriebe im Frühstadium der nächsten Fahrt durch Halten der Wärme in dem Motorraum schnell zu erwärmen und zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz durch Reduzierung der mechanischen Reibungskraft beizutragen.
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Insbesondere macht es die Struktur der Motorkapselung gemäß der Erfindung möglich, die Abgase, wie CO2, zu reduzieren, die Anfangskraftstoffeffizienz und die Anfangserwärmungsleistung zu verbessern, den Verschleiß des Motors und des Getriebes durch Reduzierung der Warmlaufzeit zu verringern, und eine Geräuschabsorptionsfunktion durch Reduzierung des Kaltleerlaufgeräusches zu schaffen, so dass die Struktur den Vorteil hat, dass die über die Trennwand in den Innenraum übertragenen Geräusche (Motorgeräusch und Straßengeräusch während der Fahrt) reduziert werden und Schäden beim Aufprall eines Fußgängers durch eine Stoßabsorptionsfunktion vermindert werden.
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Mit Bezug auf die 1 bis 5 werden die Konfiguration und Anordnung einer Struktur einer Motorkapselung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
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Zuerst wird das Konzept einer Motorkapselung gemäß der Erfindung beschrieben. Zur genauen Beschreibung der Erfindung werden eine Nahbereichskapselung, eine Mittelbereichskapselung und eine fahrzeugkarosserieförmige Kapselung definiert.
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Die Nahbereichskapselung ist ein Konzept, bei dem ein Motor und ein Getriebe durch direktes Anbringen eines Kapselteils an den Flächen des Motors und des Getriebes gekapselt wird, um normalerweise nur den Motor und das Getriebe zu kapseln, jedoch ist infolge von verschiedenen Strukturen und Anordnungen des Motors, des Getriebes und der Anbauteile die Realisierung der Gestaltung schwierig.
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Die fahrzeugkarosserieförmige Kapselung ist ein Konzept, bei dem der gesamte Motorraum durch Anbringen eines Teils an der Fläche einer Fahrzeugkarosserie in dem Motorraum entsprechend der Fahrzeugkarosserieform gekapselt wird, jedoch besteht ein Problem darin, dass zwar die Gestaltung praktisch leicht realisiert wird, aber die Kosten und das Gewicht übermäßig ansteigen.
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Daher wird eine Struktur der Motorkapselung 100 gemäß der Erfindung durch das Konzept der Mittelbereichskapselung realisiert, die im Vergleich zu der Nahbereichskapselung räumlich größer, aber enger als die fahrzeugkarosserieförmige Kapselung ist.
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Das heißt, bei dem Konzept der Mittelbereichskapselung wird die Kapselung an dem Antriebsstrang, der aus dem Motor (einschließlich den Anbauteilen des Abgassystems) und dem Getriebe besteht, und dem mittleren Abschnitt der Fahrzeugkarosserie durchgeführt, so dass dieses Konzept als Hybridkapselung bezeichnet werden kann, bei der die Leistung, die Gestaltung, die Kosten und das Gewicht optimiert werden.
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Wie in 1 gezeigt, weist die Struktur der Motorkapselung 100 gemäß der Erfindung ein Motorraumkapselteil 110, das an dem oberen Abschnitt eines Motorraumes angeordnet ist, und ein Unterbodenkapselteil 120 auf, das an dem unteren Abschnitt des Motorraumes angeordnet ist.
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Das Motorraumkapselteil 110 als eine obere Abdeckungsstruktur, die an dem oberen Abschnitt in dem Motorraum befestigt ist, deckt den Raum zwischen einem vorderen Endmodul 14 an dem vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie, einer Trennwand 11, die an dem Übergang zwischen dem Motorraum und dem Innenraum des Fahrzeuges angeordnet ist, und linken und rechten Seitenteilen 12 ab, der den oberen Raum für einen Motor 21 und ein Getriebe 22 (3) an dem oberen Abschnitt in dem Motorraum umfasst.
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Das Motorraumkapselteil 110 weist eine obere Abdeckung 111, die den oberen Abschnitt des Motorraumes abdeckt, und linke und rechte Seitenabdeckungen 112 auf, welche die Seiten abdecken und einstückig mit der oberen Abdeckung 111 ausgebildet sind, und hat einen n-förmigen Querschnitt in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie, wie in 2 gezeigt ist.
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Eine hintere Abdeckung 113, welche die Rückseite abdeckt, ist einstückig mit den hinteren Enden der oberen Abdeckung 111 und der Seitenabdeckungen 112 ausgebildet, wobei die Vorderseite offen ist, um Luft einzuführen.
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Das Motorraumkapselteil 110 kann an der Fahrzeugkarosserie in dem Motorraum oder an einer an der Fahrzeugkarosserie angebrachten Halterung befestigt sein, und zum Beispiel kann das vordere Ende der oberen Abdeckung 111 an einem Träger 13 des vorderen Endmoduls 14 in einer vorderen Position befestigt sein, die linken und rechten Seitenabdeckungen 112 können an der Fahrzeugkarosserie in dem Motorraum und an den Seitenteilen 12 befestigt sein, und die hintere Abdeckung 113 kann an der Trennwand 11 befestigt sein.
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Das Motorraumkapselteil 110, das wie oben beschrieben befestigt ist, kann durch Kunstharzformung mit einer bestimmten Dicke hergestellt werden, um das Gewicht zu reduzieren, und kann vorzugsweise aus einem komplexen Material hergestellt werden, das durch Verstärkung des Kunstharzes mit einem verstärkenden Material, wie Glasfaser, z. B. PP-GF30 (Polypropylen-Glasfaser) gebildet wird.
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Ferner kann ein Isolator mit einer bestimmten Dicke zum Halten von Wärme (Blockieren von Wärme) und zum Absorbieren von Geräuschen an der Innenseite des Motorraumkapselteils 110 montiert sein, wobei der Isolator aus Polyurethanschaum hergestellt sein kann, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und andere Materialien, die als Materialien zum Blockieren von Wärme und Absorbieren von Geräuschen bekannt sind, können ausgewählt und verwendet werden.
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Ferner kann eine Platte gegen thermische Beschädigung zusätzlich an der Innenseite des Motorraumkapselteils 110 oder um die Teile des Abgassystems herum an der Innenseite des Isolators montiert sein, wobei die Platte gegen thermische Beschädigung eine dünne Platte sein kann, die aus einer Aluminiumlegierung mit einer bestimmten Dicke hergestellt ist.
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Andererseits ergänzt und ersetzt das Unterbodenkapselteil 120 vorhandene Motorraumunterböden, wobei anders als bei üblichen Unterböden, die in einer flachen Plattenstruktur montiert sind, eine Unterseitenabdeckung 121, die den unteren Abschnitt des Motorraumes abdeckt, und linke und rechte Seitenabdeckungen 122, welche die Seiten abdecken, einstückig mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet sind, wie in 2 gezeigt ist.
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Das Unterbodenkapselteil 120 als eine untere Abdeckungsstruktur, die an dem unteren Abschnitt in dem Motorraum befestigt ist, deckt die Struktur zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende der Fahrzeugkarosserie und den linken und rechten Seitenteilen 12 ab, die den unteren Raum für den Motor 21 und das Getriebe 22 an dem unteren Abschnitt des Motorraumes umfasst.
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Das Unterbodenkapselteil 120 kann ebenfalls an der Fahrzeugkarosserie in dem Motorraum oder an einer an der Fahrzeugkarosserie angebrachten Halterung befestigt sein, und zum Beispiel können die linken und rechten Seitenabdeckungen 122 an der Fahrzeugkarosserie in dem Motorraum und an den Seitenteilen 12 befestigt sein.
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Das Unterbodenkapselteil 120, das wie oben beschrieben befestigt ist, kann ebenfalls durch Kunstharzformung mit einer bestimmten Dicke hergestellt werden, um das Gewicht zu reduzieren, und kann vorzugsweise aus einem komplexen Material hergestellt werden, das durch Verstärkung des Kunstharzes mit einem verstärkenden Material, wie Glasfaser, z. B. PP-GF30 gebildet wird.
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Ferner kann eine Platte gegen thermische Beschädigung zusätzlich an der Innenseite des Unterbodenkapselteils 120 um die Teile des Abgassystems herum montiert sein, wobei die Platte gegen thermische Beschädigung eine dünne Platte sein kann, die aus einer Aluminiumlegierung mit einer bestimmten Dicke hergestellt ist.
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Ferner kann ein Isolator mit einer bestimmten Dicke zum Halten von Wärme (Blockieren von Wärme) unter dem Motor 21 und Ölwannen 23 und 24 des Getriebes 22 an der Innenseite des Unterbodenkapselteils 120 montiert sein, wobei der Isolator aus Polyurethanschaum hergestellt sein kann, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und andere Materialien, die als Materialien zum Blockieren von Wärme bekannt sind, können ausgewählt und verwendet werden.
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Wie oben beschrieben, ist die Struktur der Motorkapselung 100 gemäß der Erfindung in dem Motorraum angeordnet, wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, und das Bezugszeichen 25 in 1 bezeichnet einen Kühlkanal, der an dem vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und eine aktive Luftklappe, die den vorderen Einlass der Struktur der Motorkapselung 100 in Erwiderung auf ein Steuersignal einer Steuereinrichtung öffnet und schließt, ist in dem Kühlkanal 25 angeordnet.
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Die aktive Luftklappe ist eine Vorrichtung, die den vorderen Einlass der Struktur der Motorkapselung 100 öffnet und schließt und die Luft steuert, die während des Öffnens und Schließens in die Struktur der Motorkapselung 100 hinein und aus dieser heraus strömt.
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Die aktive Luftklappe wird derart gesteuert, dass sie in Erwiderung auf ein Steuersignal, das von der Steuereinrichtung entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges ausgegeben wird, öffnet und schließt, so dass sie von der Steuereinrichtung gesteuert wird, um beim Anfangsstarten oder im Ausschaltzustand zu schließen und beim Kühlen während der Fahrt des Fahrzeuges zu öffnen.
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Im Einzelnen steuert die Steuereinrichtung die Luftklappe derart, dass sie unter einer Temperaturbedingung, wo die Temperatur des Kühlwassers, des Abgases, des Motoröls und des Getriebeöls auf einem Referenzwert oder darüber liegt, während der Fahrt des Fahrzeuges zum Kühlen öffnet, und unter einer Temperaturbedingung, wo die Temperatur des Kühlwassers, des Abgases, des Motoröls und des Getriebeöls auf einem Referenzwert oder darunter liegt, während des Anfangsstartens des Fahrzeuges (zum schnellen Warmlaufen), einer Fahrt bei niedriger Belastung, einer Fahrt bei kontanter Drehzahl und des Ausschaltens (zum Speichern von Wärme) schließt.
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Die in dem Fahrzeug montierte Luftklappe kann zum Öffnen und Schließen eines Kühlergrills oder einer Stoßfängeröffnung angeordnet sein oder eine aktive Luftklappe mit Ventilator sein, die zum Öffnen und Schließen einer Lüftungsöffnung einer Kühlgebläseverkleidung angeordnet ist.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf 4 der Luftstrom bei einer Struktur einer Motorkapselung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Luft wird über den vorderen Einlass der Struktur der Motorkapselung 100 bei offener Luftklappe eingeführt, und die nach innen strömende Luft kühlt die Teile des Antriebsstranges mit dem Motor (einschließlich dem Abgasrohr und den Teilen des Abgassystems) und dem Getriebe 22 durch die Struktur der Motorkapselung 100 hindurch und wird dann über die offene hintere Seite des Unterbodenkapselteils 120 an die Rückseite abgeführt.
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Wenn das Fahrzeug im Ausschaltzustand ist, gestoppt wird, anfangs gestartet wird oder bei geringer Belastung mit hoher oder niedriger Drehzahl angetrieben wird, schließt die Luftklappe, so dass der vordere Einlass der Struktur der Motorkapselung 100 geschlossen ist und die Struktur der Motorkapselung 100 den Umfang des Motors 21 abdeckt, wodurch die Wärme in dem Motorraum gehalten wird.
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Insbesondere ist es möglich, den Motor 21 und das Getriebe 22 im Frühstadium der nächsten Fahrt schnell zu erwärmen, während die Wärme in dem Motorraum gehalten wird, wobei die Luftklappe beim Ausschalten oder Anfangsstarten geschlossen ist, was die mechanische Reibungskraft reduziert und zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz beiträgt.
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Da die den Motor 21 und das Getriebe 22 abdeckende Struktur der Motorkapselung 100 abgedichtet ist, wenn die Luftklappe beim Anfangsstarten geschlossen ist, können der Motor 21 und das Getriebe 22 durch die Struktur der Motorkapselung 100 gemäß der Erfindung schneller als nach dem Stand der Technik warmlaufen, so dass es möglich ist, die Abgase, wie CO2, zu reduzieren, die Anfangskraftstoffeffizienz und die Anfangserwärmungsleistung zu verbessern, und den Verschleiß des Motors und des Getriebes durch Reduzierung der Warmlaufzeit zu verringern.
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Ferner kann, da die Luftklappe öffnet, wenn das Fahrzeug bei hoher Belastung mit niedriger oder hoher Drehzahl fährt, die zu dem vorderen Abschnitt strömende Luft die Flächen des Motors und Teile des Abgassystems mittels der Struktur der Motorkapselung 100 kühlen.
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Da der Motor 21 und das Getriebe 22 schnell erwärmt werden, ist es möglich, die Kaltleerlaufgeräusche und die Geräusche (Motorgeräusch und Straßengeräusch während der Fahrt), die über die Trennwand 11 in den Innenraum übertragen werden, zu reduzieren, und die Struktur wirkt als eine Stoßabsorptionsstruktur, wenn das Fahrzeug gegen einen Fußgänger stößt, so dass es möglich ist, die Wirkung einer Reduzierung von Verletzungen des Fußgängers zu erzielen.
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Daher ist es möglich, gleichzeitig die entsprechenden Eigenschaften, wie Kraftstoffeffizienz, Emission und Aerodynamik, zu verbessern, wenn die Struktur der Motorkapselung gemäß der Erfindung verwendet wird.
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6 und 7 zeigen Schnitte einer Struktur einer Motorkapselung gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, bei der Düsenhalsformabschnitte 114, 123 und 124 zum Beschleunigen der Luft am Einlass und Auslass und eine Kühlluftführung 115 ausgebildet sind.
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In der in den 6 und 7 gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind die Düsenhalsformabschnitte 114, 123 und 124 zum Beschleunigen der Luft an dem vorderen Abschnitt, über den die Luft eingeführt wird, und an dem hinteren Abschnitt angeordnet, über den die Luft abgeführt wird, wobei die Düsenhalsformabschnitte 114, 123 und 124 derart ausgebildet sind, dass sie von der Innenseite der oberen Abdeckung 111 des Motorraumkapselteils 110 und von der Innenseite der Unterseitenabdeckung 121 des Unterbodenkapselteils 120 der Struktur der Motorkapselung 100 vorstehen.
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Bei dieser Konfiguration können die Düsenhalsformabschnitte 114 und 123 derart angeordnet sein, dass sie in den oberen und unteren Positionen an der Innenseite der oberen Abdeckung 111 und an der Innenseite der Unterseitenabdeckung 121 an dem vorderen Abschnitt der Struktur der Motorkapselung 100 derart vorstehen, dass die Strömungsquerschnittsfläche des vorderen Abschnitts der Struktur der Motorkapselung, durch welche hindurch die Luft eingeführt wird, mittels der Düsenhalsformabschnitte 114 und 123 in dem von vorn nach hinten gerichteten Strömungspfad der Luft reduziert werden kann.
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Ferner kann der Düsenhalsformabschnitt 124 mit einer konvexen Form zusätzlich an der Innenseite des hinteren Endes der Unterseitenabdeckung 121 des Unterbodenkapselteils 120 ausgebildet sein, um die Strömungsquerschnittsfläche der abgeführten Luft zu reduzieren, so dass die Luft, die nach dem Passieren der Struktur der Motorkapselung 100 durch die offene hintere Fläche des Unterbodenkapselteils 120 hindurch an die Rückseite abgeführt wird, beschleunigt werden kann.
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Der Düsenhalsformabschnitt 124 an dem hinteren Ende der Unterseitenabdeckung 121 ist derart vorgesehen, dass er die Abführgeschwindigkeit der Luft, die den Motor und das Getriebe kühlt, durch Beschleunigen der abgeführten Luft erhöht, so dass die an dem vorderen Abschnitt der Struktur der Motorkapselung 100 ausgebildeten Düsenhalsformabschnitte 114 und 123 und der an dem hinteren Abschnitt ausgebildete Düsenhalsformabschnitt 124 die eingeführte Luft und die abgeführte Luft an dem Einlass und dem Auslass der Struktur der Motorkapselung 100 beschleunigen, wodurch der Kühlungseffekt erhöht wird.
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Dementsprechend wird die über den vorderen Einlass der Struktur der Motorkapselung 100 eingeführte Luft beschleunigt, während sie nacheinander durch die Abschnitte hindurchtritt, deren Strömungsquerschnittsflächen durch die Düsenhalsformabschnitte 114, 123 und 124 reduziert werden, so dass die beschleunigte Luft schneller durch die Struktur der Motorkapselung 100 hindurchtritt, wodurch eine wirksamer Kühlung erreicht wird.
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Ferner ist in der in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsform an den Innenseiten der linken und rechten Seitenabdeckungen 112 des Motorraumkapselteils 110 eine Abgassystem-Kühlluftführung 115 angeordnet, welche die Luft derart führt, dass sie zu der Rückseite entlang des Pfades der Anordnung eines Teils 15 (Abgasrohr) des Abgassystems strömt, so dass die in die Struktur der Motorkapselung 100 eingeführte Luft entlang dem Teil 15 des Abgassystems strömen kann.
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Die Abgassystem-Kühlluftführung 115 ist in den oberen und unteren Positionen an der Innenseite der linken und rechten Seitenabdeckungen 112 längs in Fahrzeugkarosserierichtung nach vorn und hinten ausgebildet, so dass die Luft, die in die Struktur der Motorkapselung 100 eingeführt wird, mittels der Kühlluftführung 115 entlang dem Pfad, wo das Abgassystem angeordnet ist, konzentriert werden kann.
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Da die Kühlluftführung 115 die Luft derart führt, dass sie entlang dem Anordnungspfad des Teils 15 des Abgassystems, das während der Fahrt des Fahrzeuges auf einer hohen Temperatur gehalten wird, konzentriert wird, kann das Teil 15 des Abgassystems wirksamer gekühlt werden, und die Abgassystem-Kühlluftführung 115 ist eine Hauptkomponente, die es zusammen mit den Düsenhalsformabschnitten 114, 123 und 124 ermöglicht, ein optimales Wärmemanagement und eine Verbesserung der Kühlleistung des Motorraumes zu erreichen.
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Ebenso kann bei der Struktur der Motorkapselung 100 gemäß der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform, wenn eine aktive Luftklappe angeordnet ist, die den vorderen Einlass öffnet und schließt, die Luft gesteuert werden, die in die Struktur der Motorkapselung 100 hinein und aus dieser heraus strömt.
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Das heißt, die Steuereinrichtung steuert die Luftklappe derart, dass sie unter einer Temperaturbedingung, wo die Temperatur des Kühlwassers, des Abgases, des Motoröls und des Getriebeöls auf einem Referenzwert oder darüber liegt, während der Fahrt des Fahrzeuges zum Kühlen öffnet, und unter einer Temperaturbedingung, wo die Temperatur des Kühlwassers, des Abgases, des Motoröls und des Getriebeöls auf einem Referenzwert oder darunter liegt, während des Anfangsstartens des Fahrzeuges (zum schnellen Warmlaufen), einer Fahrt bei niedriger Belastung, einer Fahrt bei kontanter Drehzahl und des Ausschaltens (zum Speichern von Wärme) schließt.
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Wie in den 8 und 9 gezeigt, kann der Motor durch die Wärmehaltefunktion der den Motor und das Getriebe abdeckenden Struktur der Motorkapselung gemäß der beispielhaften Ausführungsform nach den 6 und 7 schnell warmlaufen, wobei die Luftklappe beim Anfangsstarten geschlossen ist, so dass die Temperatur des Motorkühlwassers beim Anfangsstarten durch das schnelle Warmlaufen des Motors schneller erhöht werden kann, und der Zeitpunkt, zu dem der Thermostat vollständig geöffnet wird, kann früher erfolgen.
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Aus 8 ist ersichtlich, dass der Zeitpunkt, zu dem das Warmlaufen des Motors abgeschlossen ist (Thermostat öffnet vollständig), von herkömmlich 15 Minuten auf 5 Minuten erheblich verkürzt wird.
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Wie in 9 gezeigt, wird, wenn die Luftklappe während der Fahrt das Fahrzeuges zum Kühlen öffnet, die in die Struktur der Motorkapselung eingeführte Luft derart geführt, dass sie entlang dem Pfad der Teile des Abgassystems strömt, so dass die Flächen der Teile des Abgassystems wirksam gekühlt werden, und nach dem Ausschalten wird die Wärme für eine lange Zeit gehalten, wobei die Luftklappe geschlossen wird, nachdem der Motor stoppt, so dass die Innentemperatur des Motorraumes höher als die Temperatur der Außenluft gehalten werden kann.
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Aus 9 ist ersichtlich, dass die Temperatur durch die Wärmehaltefunktion der Struktur der Motorkapselung unter der Bedingung, dass die Temperatur der Außenluft 25°C beträgt, selbst nach Ablauf von 15 Stunden nach dem Stoppen des Motors auf 45°C gehalten werden kann.
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Andererseits ist aus 9 ersichtlich, dass die Innentemperatur der herkömmlichen Struktur der Motorkapselung die Temperatur der Außenluft nach Ablauf von etwa 5 Stunden erreicht.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben”, „unten”, „innen” und „außen” verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf deren Positionen in den Figuren zu beschreiben.
