DE102012207411A1 - Ansaugkrümmerbaugruppe für dedizierte abgasrückführung - Google Patents
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Abstract
Eine Ausaugkrümmerbaugruppe für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs umfasst einen Luftsammler, mehrere mit dem Luftsammler gekoppelte und mit diesem in Fluidverbindung stehende untere Durchgänge und mehrere obere Durchgänge. Jeder der oberen Durchgänge ist mit einem der unteren Durchgänge gekoppelt und steht mit diesem in Fluidverbindung. Die mehreren oberen Durchgänge umfassen einen einzelnen dedizierten oberen AGR-Durchgang, der zum Zuführen von Verbrennungsluft zu den mindestens zwei dedizierten AGR-Zylindern ausgelegt ist. Ein primärer Drosselklappenkörper ist mit dem Luftsammler gekoppelt und zum Regeln eines Durchsatzes von verdichteter Verbrennungsluft durch den Luftsammler ausgelegt. Ein AGR-Drosselklappenkörper ist mit dem dedizierten oberen AGR-Durchgang gekoppelt und zum Regeln eines Durchsatzes der verdichteten Verbrennungsluft durch den dedizierten oberen AGR-Durchgang ausgelegt, um den Durchsatz der verdichteten Verbrennungsluft zu den dedizierten AGR-Zylindern zu steuern.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die Erfindung betrifft allgemein eine Ansaugkrümmerbaugruppe für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs, der mindestens zwei in einem dedizierten Abgasrückführungsmodus (AGR-Modus) betreibbare Zylinder aufweist.
- HINTERGRUND
- Verbrennungsmotoren können Abgas von einem oder mehreren dedizierten Zylindern zu einem Ansaugkrümmer rückführen, was typischerweise als Abgasrückführung (AGR) bezeichnet wird, um den Kraftstoffwirkungsgrad des Fahrzeugs zu verbessern und/oder Motoremissionen zu reduzieren. Da das Abgas von den dedizierten AGR-Zylindern zu dem Ansaugkrümmer geleitet wird, muss der erforderliche Betrieb der dedizierten AGR-Zylinder, z. B. das Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnis, möglicherweise von den nicht dedizierten AGR-Zylindern abweichen, und die von den dedizierten AGR-Zylindern gelieferte Abgasmenge muss möglicherweise geregelt werden.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Es wird ein Verbrennungsmotor vorgesehen. Der Verbrennungsmotor umfasst einen Motorblock, der mehrere Zylinder ausbildet. Mindestens zwei der mehreren Zylinder sind zum Betrieb als dedizierte AGR-Zylinder ausgelegt. An dem Motorblock ist eine Zylinderkopfbaugruppe angebracht. Die Zylinderkopfbaugruppe bildet mehrere Einlasskanäle aus. Jeder Einlasskanal ist zum Zuführen von Verbrennungsluft zu einem jeweiligen der mehreren Zylinder ausgelegt. Ein Kompressor ist mit dem Motorblock gekoppelt und ist zum Verdichten der Verbrennungsluft ausgelegt. Eine Ansaugkrümmerbaugruppe ist zum Leiten der verdichteten Verbrennungsluft von dem Kompressor, zu jedem der mehreren Einlasskanäle ausgelegt. Die Ansaugkrümmerbaugruppe umfasst eine Vorkammer bzw. einen Luftsammler, der mit dem Kompressor gekoppelt ist und mit diesem in Fluidverbindung steht, mehrere untere Durchgänge, die mit dem Luftsammler gekoppelt sind und mit diesem in Fluidverbindung stehen, und mehrere obere Durchgänge. Jeder der oberen Durchgänge ist mit einem jeweiligen der unteren Durchgänge und mindestens einem der Einlasskanäle der Zylinderkopfbaugruppe gekoppelt und steht mit diesen in Fluidverbindung. Die mehreren unteren Durchgänge umfassen einen einzelnen dedizierten unteren AGR-Durchgang. Der dedizierte untere AGR-Durchgang ist ausgelegt, um beiden dedizierten AGR-Zylindern Verbrennungsluft zuzuführen.
- Es wird auch eine Ansaugkrümmerbaugruppe für einen Verbrennungsmotor mit mindestens zwei dedizierten AGR-Zylindern vorgesehen. Die Ansaugkrümmerbaugruppe umfasst einen Luftsammler, mehrere untere Durchgänge und mehrere obere Durchgänge. Die mehreren unteren Durchgänge sind mit dem Luftsammler gekoppelt und stehen mit diesem in Fluidverbindung. Jeder der mehreren oberen Durchgänge ist mit einem jeweiligen der unteren Durchgänge gekoppelt und steht mit diesem in Fluidverbindung. Die mehreren unteren Durchgänge umfassen einen einzelnen dedizierten unteren AGR-Durchgang, der zum Zuführen von Verbrennungsluft zu den mindestens zwei dedizierten AGR-Zylindern ausgelegt ist.
- Es wird auch ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst einen Motorblock, der mehrere Zylinder ausbildet. Mindestens zwei der mehreren Zylinder sind zum Betrieb als dedizierte AGR-Zylinder ausgelegt. An dem Motorblock ist eine Zylinderkopfbaugruppe angebracht und bildet mehrere Einlasskanäle aus. Jeder Einlasskanal ist zum Zuführen von Verbrennungsluft zu einem jeweiligen der mehreren Zylinder ausgelegt. Mit dem Motorblock ist ein Kompressor gekoppelt. Der Kompressor ist zum Verdichten der Verbrennungsluft ausgelegt. Eine Ansaugkrümmerbaugruppe ist zum Leiten der verdichteten Verbrennungsluft von dem Kompressor zu jedem der mehreren Einlasskanäle ausgelegt. Die Ansaugkrümmerbaugruppe umfasst einen Luftsammler, der mit dem Kompressor gekoppelt ist und mit diesem in Fluidverbindung steht, mehrere untere Durchgänge, die mit dem Luftsammler gekoppelt sind und mit diesem in Fluidverbindung stehen, und mehrere obere Durchgänge. Jeder der oberen Durchgänge ist mit einem jeweiligen der unteren Durchgänge und mindestens einem der Einlasskanäle der Zylinderkopfbaugruppe gekoppelt und steht mit diesen in Fluidverbindung. Mit dem Luftsammler ist ein primärer Drosselklappenkörper gekoppelt. Der primäre Drosselklappenkörper ist zum Regeln eines Durchsatzes der verdichteten Verbrennungsluft durch den Luftsammler ausgelegt. Die mehreren unteren Durchgänge umfassen einen einzelnen dedizierten unteren AGR-Durchgang, der ausgelegt ist, um die Verbrennungsluft den beiden dedizierten AGR-Zylindern zuzuführen. Die mehreren oberen Durchgänge umfassen einen einzelnen dedizierten oberen AGR-Durchgang, der in Fluidverbindung mit dem dedizierten unteren AGR-Durchgang und den Einlasskanälen steht, die mit den mindestens zwei dedizierten AGR-Zylindern in Fluidverbindung stehen. Zwischen dem dedizierten unteren AGR-Durchgang und dem dedizierten oberen AGR-Durchgang ist ein AGR-Drosselklappenkörper angeordnet. Der AGR-Drosselklappenkörper ist zum Regeln eines Durchsatzes der verdichteten Verbrennungsluft durch den dedizierten oberen AGR-Durchgang ausgelegt.
- Demgemäß kann der AGR-Drosselklappenkörper verwendet werden, um den Durchsatz von Verbrennungsluft zu den dedizierten AGR-Zylindern zu steuern, um den Durchsatz von Verbrennungsluft gegenüber dem Durchsatz von Verbrennungsluft, der den nicht dedizierten AGR-Zylindern, d. h. den Arbeitszylindern, geliefert wird, zu ändern und dadurch das Strömen von rückgeführtem Abgas, das allen Zylindern durch die dedizierten AGR-Zylinder geliefert wird, zu andern. Die zusätzliche Steuerung der dedizierten AGR-Zylinder, die durch den AGR-Drosselklappenkörper vorgesehen wird, ermöglicht einen verbesserten Betrieb und eine verbesserte Leistung des Verbrennungsmotors. Der einzelne dedizierte untere Durchgang und der einzelne dedizierte obere Durchgang, die die mindestens zwei dedizierten AGR-Zylinder versorgen, ermöglichen das Verwenden eines einzigen AGR-Drosselklappenkörpers zum Steuern des Durchsatzes von Verbrennungsluft zu den dedizierten AGR-Zylindern.
- Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den Begleitzeichnungen genommen wird, leicht deutlich.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug. -
2 ist eine schematische Perspektivansicht eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs. -
3 ist eine schematische Draufsicht auf den Verbrennungsmotor. -
4 ist eine schematische Draufsicht auf eine Ansaugkrümmerbaugruppe des Verbrennungsmotors. - EINGEHENDE BESCHREIBUNG
- Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass Begriffe wie ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”nach oben”, ”nach unten”, ”oben”, ”unten” etc. zur Beschreibung der Figuren verwendet werden und nicht Einschränkungen des durch die beigefügten Ansprüche dargelegten Schutzumfangs der Erfindung darstellen.
- Unter Bezugnahme auf die Figuren, bei denen gleiche Ziffern in den gesamten mehreren Ansichten gleiche Teile bezeichnen, ist in
1 bei20 ein Fahrzeug allgemein gezeigt. Das Fahrzeug20 umfasst einen Verbrennungsmotor 22 zum Antreiben des Fahrzeugs20 . Der Verbrennungsmotor22 kann einen Dieselmotor oder einen Benzinmotor umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Wie in den Figuren gezeigt umfasst der Verbrennungsmotor22 einen Vierzylinder-Reihenmotor. Es versteht sich aber, dass der Verbrennungsmotor22 eine beliebige geeignete Größe und/oder Konfiguration eines Motors umfassen kann, einschließlich aber nicht ausschließlich eines Sechszylinder-Reihenmotors, eines Sechszylinder-V-Motors oder eines Achtzylinder-V-Motors. - Der Verbrennungsmotor
22 umfasst einen Motorblock24 . Wie am besten in4 gezeigt ist, bildet der Motorblock24 mehrere Zylinder26 aus, wobei mindestens zwei der mehreren Zylinder26 zum Betrieb als dedizierte Abgasrückführungszylinder (AGR-Zylinder)28 ausgelegt sind. Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff dedizierte AGR-Zylinder28 Zylinder26 , die bis zu einhundert Prozent ihres Abgases zurück zu dem Ansaugkrümmer leiten können, um einen AGR-Betriebsmodus herzustellen. Die Zylinder26 des Verbrennungsmotors dagegen, die nicht als dedizierte AGR-Zylinder28 verwendet werden, können als Arbeitszylinder30 bezeichnet werden. Vorzugsweise umfassen die Zylinder26 , die zum Betrieb als dedizierte AGR-Zylinder28 ausgelegt sind, eine Hälfte einer Gesamtzahl der mehreren Zylinder26 , die von dem Motorblock24 ausgebildet sind. Wie gezeigt bildet der Motorblock24 insgesamt vier Zylinder26 aus, wobei zwei der vier Zylinder26 zum Betrieb als die dedizierten AGR-Zylinder28 ausgelegt sind und die anderen zwei Zylinder26 als Arbeitszylinder30 ausgelegt sind. Es versteht sich aber, dass die Anzahl dedizierter AGR-Zylinder28 und die Anzahl an Arbeitszylindern30 bei unterschiedlichen Konfigurationen und/oder Arten von Motoren von den zwei dedizierten AGR-Zylindern28 und den zwei Arbeitszylindern30 , die hierin gezeigt und beschrieben sind, abweichen kann. Zum Beispiel kann ein Sechszylinder-Reihenmotor drei dedizierte AGR-Zylinder28 und drei Arbeitszylinder30 umfassen oder kann alternativ zwei dedizierte AGR-Zylinder28 und vier Arbeitszylinder30 umfassen. - Wie am besten in
2 und3 gezeigt ist, ist eine Zylinderkopfbaugruppe32 an dem Motorblock24 angebracht. Die Zylinderkopfbaugruppe32 bildet mehrere Einlasskanäle aus34 . Jeder Einlasskanal34 steht mit einem der Zylinder26 des Motorblocks24 in Fluidverbindung und ist zum Zuführen von Verbrennungsluft zu einem der mehreren Zylinder26 ausgelegt. - Unter Bezugnahme auf
3 und4 ist ein Kompressor36 mit dem Motorblock24 gekoppelt. Der Kompressor36 ist zum Verdichten der Verbrennungsluft ausgelegt. Vorzugsweise umfasst der Kompressor36 einen riemenbetriebenen Kompressor36 , d. h. einen Lader. Es versteht sich aber, dass der Kompressor36 alternativ einen turbinenbetriebenen Kompressor36 , d. h. einen Turbolader, oder eine andere ähnliche Einrichtung umfassen kann. - Der Verbrennungsmotor
22 umfasst eine Ansaugkrümmerbaugruppe38 , die zum Leiten der verdichteten Verbrennungsluft von dem Kompressor36 zu jedem der mehreren Einlasskanäle34 ausgelegt ist. Unter Bezugnahme auf2 bis4 umfasst die Ansaugkrümmerbaugruppe38 einen Luftsammler40 , mehrere untere Durchgänge42 und mehrere obere Durchgänge44 . Der Luftsammler40 ist mit dem Kompressor36 und den mehreren unteren Durchgängen42 gekoppelt und steht mit diesen in Fluidverbindung. Der Luftsammler40 versorgt die mehreren unteren Durchgänge42 mit der Strömung von verdichteter Verbrennungsluft. - Die mehreren unteren Durchgänge
42 sind mit dem Luftsammler40 gekoppelt und stehen mit diesem in Fluidverbindung. Die mehreren unteren Durchgänge42 umfassen eine Gesamtzahl von unteren Durchgängen42 , die kleiner als die Gesamtzahl der Zylinder26 ist, die durch den Motorblock24 ausgebildet ist. Wie gezeigt umfassen die mehreren unteren Durchgänge42 insgesamt drei untere Durchgänge42 . Es versteht sich aber, dass die Gesamtzahl der unteren Durchgänge42 von der gezeigten abweichen kann. Zum Beispiel kann bei dem hierin gezeigten und beschriebenen Vierzylinder-Reihenmotor die Gesamtzahl der unteren Durchgänge42 nur zwei Durchgänge umfassen. Ferner versteht sich, dass die Gesamtzahl der unteren Durchgänge42 bei anders bemessenen und/oder ausgelegten Motoren abweichen kann. - Jeder der mehreren oberen Durchgänge
44 ist mit einem der unteren Durchgänge42 und mindestens einem der Einlasskanäle34 der Zylinderkopfbaugruppe32 gekoppelt und steht mit diesen in Fluidverbindung. Die mehreren oberen Durchgänge44 umfassen eine Gesamtzahl von oberen Durchgängen44 , die gleich der Gesamtzahl von unteren Durchgängen42 ist, und die kleiner als die Gesamtzahl der durch den Motorblock24 ausgebildeten Zylinder26 ist. Wie gezeigt umfassen die mehreren oberen Durchgänge44 insgesamt drei obere Durchgänge44 . Es versteht sich aber, dass die Gesamtzahl der oberen Durchgänge44 von der gezeigten abweichen kann und bei anders bemessenen und/oder ausgelegten Motoren abweichen kann. - Unter Bezugnahme auf
2 und4 umfassen die mehreren oberen Durchgänge44 einen einzelnen dedizierten oberen AGR-Durchgang46 , und die mehreren unteren Durchgänge42 umfassen einen einzelnen dedizierten unteren AGR-Durchgang48 . Der dedizierte obere AGR-Durchgang46 steht mit dem dedizierten unteren AGR-Durchgang48 und den Einlasskanälen34 der Zylinderkopfbaugruppe32 , die mit den zwei dedizierten AGR-Zylindern28 in Fluidverbindung stehen, in Fluidverbindung. Der dedizierte untere AGR-Durchgang48 ist mit dem dedizierten oberen AGR-Durchgang46 gekoppelt und steht mit diesem in Fluidverbindung und ist ausgelegt, um die Verbrennungsluft von dem Luftsammler40 dem dedizierten oberen AGR-Durchgang46 und dadurch den beiden dedizierten AGR-Zylindern28 zuzuführen. - Der dedizierte obere AGR-Durchgang
46 umfasst einen primären Durchlass50 , der benachbart zu dem dedizierten unteren AGR-Durchgang48 angeordnet ist. Der primäre Durchlass50 gabelt sich, um mindestens einen ersten Ansaugdurchgang52 und einen zweiten Ansaugdurchgang54 auszubilden. Der erste Ansaugdurchgang52 und der zweite Ansaugdurchgang54 stehen jeweils mit dem Einlasskanal34 der Zylinderkopfbaugruppe32 in Fluidverbindung. Demgemäß steht der erste Ansaugdurchgang52 mit einem Einlasskanal34 in Fluidverbindung, und der zweite Ansaugdurchgang54 steht mit einem weiteren anderen Einlasskanal34 in Fluidverbindung. Der erste Ansaugdurchgang52 und der zweite Ansaugdurchgang54 leiten die Strömung der verdichteten Verbrennungsluft von dem primären Durchlass50 zu jedem der zwei dedizierten AGR-Zylinder28 . - Unter Bezugnahme auf
3 kann ein Ladeluftkühler56 zwischen dem Kompressor36 und dem Luftsammler40 angeordnet sein und diese miteinander verbinden. Der Ladeluftkühler56 verbindet den Kompressor36 und den Luftsammler40 in Fluidverbindung und ist zum Kühlen der verdichteten Verbrennungsluft ausgelegt. Der Ladeluftkühler56 arbeitet wie aus dem Stand der Technik bekannt und kann einen beliebigen geeigneten Ladeluftkühler56 umfassen, der üblicherweise bei Ladern oder Turboladern verwendet wird. - Unter Bezugnahme auf
2 und4 umfasst der Verbrennungsmotor22 weiterhin einen primären Drosselklappenkörper58 . Der primäre Drosselklappenkörper58 ist mit dem Luftsammler40 gekoppelt und zum Regeln eines Durchsatzes der verdichteten Verbrennungsluft durch den Luftsammler40 ausgelegt. Der primäre Drosselklappenkörper58 ist ein Ventil, das eine Fluidverbindung zu dem Luftsammler40 öffnet und schließt, um zu regeln, wie viel der verdichteten Verbrennungsluft in den Luftsammler40 und dadurch in die Zylinder26 zur Verbrennung strömt. Der primäre Drosselklappenkörper58 arbeitet wie aus dem Stand der Technik bekannt und kann einen beliebigen geeigneten Drosselklappenkörper umfassen, der üblicherweise bei Verbrennungsmotoren verwendet wird. - Unter Bezugnahme auf
2 und4 umfasst der Ansaugkrümmer einen AGR-Drosselklappenkörper60 , der von dem primären Drosselklappenkörper58 separat und getrennt ist. Zwischen dem dedizierten unteren AGR-Durchgang48 und dem dedizierten oberen AGR-Durchgang46 ist der AGR-Drosselklappenkörper60 angeordnet. Der AGR-Drosselklappenkörper60 ist ein Ventil, das eine Fluidverbindung zu dem dedizierten oberen AGR-Durchgang46 öffnet und schließt, und ist zum Regeln eines Durchsatzes der verdichteten Verbrennungsluft durch den dedizierten oberen AGR-Durchgang46 ausgelegt. Demgemäß regelt der primäre Drosselklappenkörper58 das Strömen von Verbrennungsluft zu allen unteren Durchgängen42 , wogegen der AGR-Drosselklappenkörper60 weiterhin das Strömen der verdichteten Verbrennungsluft zu den dedizierten AGR-Zylindern28 regeln kann, wodurch ein zusätzliches Maß an Anpassung und/oder Steuerung des Betriebs des Verbrennungsmotors22 vorgesehen wird. - Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.
Claims (10)
- Verbrennungsmotor, umfassend: einen Motorblock, der mehrere Zylinder ausbildet, wobei mindestens zwei der mehreren Zylinder zum Betrieb als dedizierte AGR-Zylinder ausgelegt sind; eine Zylinderkopfbaugruppe, die an dem Motorblock angebracht ist und mehrere Einlasskanäle ausbildet, wobei jeder Einlasskanal zum Zuführen von Verbrennungsluft zu einem jeweiligen der mehreren Zylinder ausgelegt ist; einen Kompressor, der mit dem Motorblock gekoppelt und zum Verdichten der Verbrennungsluft ausgelegt ist; und eine Ansaugkrümmerbaugruppe, die einen mit dem Kompressor gekoppelten und mit diesem in Fluidverbindung stehenden Luftsammler, mehrere mit dem Luftsammler gekoppelte und mit diesem in Fluidverbindung stehende untere Durchgänge und mehrere obere Durchgänge umfasst, wobei jeder der oberen Durchgänge mit einem jeweiligen der unteren Durchgänge und mindestens einem der Einlasskanäle der Zylinderkopfbaugruppe gekoppelt ist und mit diesen in Fluidverbindung steht, wobei der Ansaugkrümmer zum Leiten der verdichteten Verbrennungsluft von dem Kompressor zu jedem der mehreren Einlasskanäle ausgelegt ist; wobei die mehreren unteren Durchgänge einen einzelnen dedizierten unteren AGR-Durchgang umfassen, der ausgelegt ist, um die Verbrennungsluft den beiden dedizierten AGR-Zylindern zuzuführen.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, welcher weiterhin einen primären Drosselklappenkörper umfasst, der mit dem Luftsammler gekoppelt ist und zum Regeln eines Durchsatzes der verdichteten Verbrennungsluft durch den Luftsammler ausgelegt ist.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei die mehreren oberen Durchgänge einen einzelnen dedizierten oberen AGR-Durchgang umfassen, der mit dem dedizierten unteren AGR-Durchgang und den Einlasskanälen, die mit den mindestens zwei dedizierten AGR-Zylindern in Fluidverbindung stehen, in Fluidverbindung steht.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, wobei der dedizierte obere AGR-Durchgang einen primären Durchlass benachbart zu dem dedizierten unteren AGR-Durchgang umfasst und sich gabelt, um einen ersten Ansaugdurchgang und einen zweiten Ansaugdurchgang auszubilden.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, wobei der erste Ansaugdurchgang und der zweite Ansaugdurchgang jeweils mit einem Einlasskanal der Zylinderkopfbaugruppe in Fluidverbindung stehen.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, welcher weiterhin einen AGR-Drosselklappenkörper umfasst, der zwischen dem dedizierten unteren AGR-Durchgang und dem dedizierten oberen AGR-Durchgang angeordnet ist und zum Regeln eines Durchsatzes der verdichteten Verbrennungsluft durch den dedizierten oberen AGR-Durchgang ausgelegt ist.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei zum Betrieb als dedizierte AGR-Zylinder ausgelegten Zylinder eine Hälfte einer Gesamtzahl der mehreren von dem Motorblock ausgebildeten Zylinder umfasst.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Motorblock insgesamt vier Zylinder ausbildet, wobei zwei Zylinder zum Betrieb als die dedizierten AGR-Zylinder ausgelegt sind.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, wobei die mehreren unteren Durchgänge insgesamt drei untere Durchgänge umfassen.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, wobei die mehreren oberen Durchgänge insgesamt drei obere Durchgänge umfassen.
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