DE102013225256A1 - Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (10), welches eine Verbrennungskraftmaschine (12) mit einer Kurbelwelle, deren Drehachse (17) quer zu einer Fahrzeuglängsachse (16) des Fahrzeugs (10) angeordnet ist, einen hängenden Abgasturbolader (20) und eine Abgasanlage (14) mit einem Katalysator (22) umfasst. Eine Hauptdurchströmungsrichtung (28) des Katalysators (22) weist einen Winkel von höchstens 20° zu der Drehachse (17) der Kurbelwelle auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle, deren Drehachse quer zu einer Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs angeordnet ist, einen hängenden Abgasturbolader und eine Abgasanlage mit einem Katalysator umfasst.
  • Zur Emissionsverminderung von Verbrennungskraftmaschinen und zur Einhaltung aktueller Abgasgesetzgebungen kommen Abgassysteme mit mehreren Abgasnachbehandlungskomponenten zum Einsatz. So kann ein Abgassystem zur Verminderung von Emissionen einer mit Dieselkraftstoff betriebenen Verbrennungskraftmaschine beispielsweise einen Oxidationskatalysator und einen Partikelfilter umfassen. Um eine Anspringzeit des Katalysators, also jene Aufwärmzeit, die der Katalysator benötigt, um seine Betriebstemperatur zu erreichen, zu verkürzen und eine Regeneration des Partikelfilters, also einen Abbrand von eingelagerten Rußpartikeln zu erleichtern, wird versucht, diese Abgasnachbehandlungskomponenten möglichst motornah anzuordnen. Durch die motornahe Anordnung wird ein Abkühlen des Abgases aufgrund von Wärmeverlusten auf dem Weg zu den Abgasnachbehandlungskomponenten vermindert.
  • Eine motornahe Abgasreinigung (MAR) für ein Kraftfahrzeug ist aus der DE 10 2011 101 128 A1 bekannt. Das Kraftfahrzeug umfasst einen Abgasturbolader und eine kombinierte Oxidationskatalysator-Dieselpartikelfiltereinheit. Die Einheit kann dabei liegend unterhalb des Abgasturboladers angeordnet sein.
  • Diese Anordnung kann jedoch aufgrund von Bauraumbeschränkungen nicht für alle Fahrzeuge, insbesondere nicht für Nutzfahrzeuge (NFZ) verwendet werden. Besonders bei leichten Nutzfahrzeugen mit Quermotor, also einer Verbrennungskraftmaschine mit quer zur Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs eingebauter Kurbelwelle, ist diese Anordnung aus Packagegründen nicht geeignet. So würde es bei einer einfachen Übertragung der MAR eines PKWs auf ein Nutzfahrzeug zu einer Kollision der MAR mit einem Wasserkasten des Nutzfahrzeugs kommen und ist zudem wegen der im Nutzfahrzeug größeren Volumen des Oxidationskatalysators und des DPF (Dieselpartikelfilter) nicht möglich. Um eine solche Kollision zu vermeiden, weisen insbesondere leichte Nutzfahrzeuge einen hängenden Abgasturbolader auf. Dennoch ist eine motornahe Anordnung der Abgasreinigungskomponenten erwünscht, um möglichst geringe Temperaturverluste und damit einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches trotz eines hängenden Abgasturboladers eine motornahe Anordnung wenigstens einer Abgasnachbehandlungskomponente aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, welches eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle umfasst, deren Drehachse quer zu einer Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs angeordnet ist. Zudem umfasst das Fahrzeug einen hängenden Abgasturbolader und eine Abgasanlage mit einen Katalysator. Kennzeichnend ist vorgesehen, dass eine Hauptdurchströmungsrichtung des Katalysators einen Winkel von höchstens 20° zu einer Drehachse der Kurbelwelle aufweist.
  • Durch diese Ausgestaltung wird eine motornahe Anordnung des Katalysators erreicht, wodurch eine kurze Anspringzeit des Katalysators gewährleistet wird. Somit erreicht der Katalysator nach einem Kaltstart früher seine Betriebstemperatur, wodurch Kaltstartemissionen reduziert werden.
  • Das Fahrzeug ist ein Kraftfahrzeug, welches durch die Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Bei der Verbrennungskraftmaschine kann es sich um eine mit Dieselkraftstoff betriebene Verbrennungskraftmaschine handeln, welche die für Dieselmotoren typischen Vorteile, wie z. B. einen geringen Verbrauch, aufweist. Somit kommt als Katalysator insbesondere ein Oxidationskatalysator (kurz: Oxikat) zum Einsatz. Verbrennungsmotoren mit einer quer zu einer Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs eingebauten Kurbelwelle (die Drehachse der Kurbelwelle verläuft also quer, insbesondere rechtwinkelig zu der Fahrzeuglängsachse) werden oft auch als Quermotoren oder quer eingebaute Motoren bezeichnet. Die Fahrzeuglängsachse wird im Fahrzeugbau auch als X-Achse bezeichnet und ist somit jene Achse, welche in der Ebene in die Geradeaus-Fahrtrichtung weist. Vorzugsweise ist der Verbrennungsmotor ein Reihenmotor, insbesondere ein Vierzylindermotor, welcher sich durch seine kompakte Bauweise auszeichnet.
  • Die Hauptdurchströmungsrichtung bezeichnet eine gemittelte Durchströmungsrichtung durch den Katalysator. Bei Katalysatoren, welche wie üblich zylinderförmig ausgebildet sind, verläuft die Hauptdurchströmungsrichtung somit in Richtung der Zylinderachse. Der Winkel zwischen der Hauptdurchströmungsrichtung des Katalysators und der Drehachse kann sich dabei in eine beliebige (jede) Richtung erstrecken.
  • Bei einem hängenden Abgasturbolader befindet sich die Welle des Abgasturboladers unterhalb eines aus wenigstens einem Auslass eines Zylinderkopfs der Verbrennungskraftmaschine austretenden Stromfadens des Abgasmassenstroms, welcher in einen Krümmer geleitet wird. Der Krümmer verbindet den Abgasturbolader mit dem Zylinderkopf. Die Welle des Abgasturboladers, welche insbesondere liegend angeordnet ist, koppelt den Verdichter des Abgasturboladers an die Turbine des Abgasturboladers. Vereinfacht kann gesagt werden, dass der Abgasturbolader unterhalb des Krümmers angeordnet ist. Dies ist teilweise notwendig, da bei manchen Fahrzeugen der Bauraum oberhalb des Krümmers für andere Bauteile des Fahrzeugs reserviert ist und nicht für die Abgasanlage und den Abgasturbolader zur Verfügung steht.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Winkel zwischen der Hauptdurchströmungsrichtung des Katalysators zu der Drehachse der Kurbelwelle höchstens 15°, bevorzugt höchstens 10° beträgt. Je geringer dieser Winkel ist, umso enger kann der Katalysator an der Verbrennungskraftmaschine positioniert werden. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn der Katalysator wie üblich eine zur Hauptdurchströmungsrichtung parallel verlaufende Wandung aufweist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Winkelabweichung zwischen der Hauptdurchströmungsrichtung des Katalysators und der Hauptausströmungsrichtung eines aus dem Abgasturbolader austretenden Abgasmassenstroms weniger als 60°, bevorzugt weniger als 45°, besonders bevorzugt weniger als 30°, insbesondere weniger als 20° beträgt. Somit kann der Abgasmassenstrom möglichst geradlinig von dem Abgasturbolader in den Katalysator geleitet werden, wodurch ein Druckverlust in der Abgasanlage vermindert wird.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Fahrzeug ein Nutzfahrzeug, bevorzugt ein leichtes Nutzfahrzeug, insbesondere ein Kleinbus oder ein Kleintransporter ist. Leichte Nutzfahrzeuge unterscheiden sich typischerweise durch ihren Aufbau, insbesondere ihr Fahrgestell von PKWs, welche nicht zu den leichten Nutzfahrzeugen zu rechnen sind. Als Kleintransporter sind unter anderem Kastenwagen, Kleintransporter mit einem Kofferaufbau, Pritschenwagen oder Fahrzeugtransporter bekannt. Leichte Nutzfahrzeuge weisen typischerweise ein höchstzulässiges Gesamtgewicht von weniger als 5 Tonnen oder weniger als 3,5 Tonnen auf.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Katalysator ein Volumen von mindestens 1,5 Litern, bevorzugt von mindestens 1,75 Litern, besonders bevorzugt von mindestens 2 Litern aufweist. Dadurch wird einem im Vergleich zu PKW erhöhten Abgasmassenstrom von Nutzfahrzeugen entgegengewirkt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abgasanlage zwischen einem Turbinenaustritt des Abgasturboladers und dem Katalysator eine Abgaslauflänge von höchstens 100 mm, bevorzugt höchstens 80 mm, besonders bevorzugt höchstens 60 mm, insbesondere höchstens 40 mm aufweist. Durch die geringe Abgaslauflänge, also im Speziellen durch den geringen Abstand zwischen dem Abgasturbolader und dem Katalysator wird einer Abkühlung des Abgases auf dem Weg zum Katalysator entgegengewirkt. Insbesondere wird dadurch ein direkter Übergang von dem Abgasturbolader in den Katalysator ermöglicht.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Abgasanlage einen bevorzugt stromab des Katalysators angeordneten Partikelfilter aufweist. Dadurch wird eine Rußpartikelemission reduziert. Der Partikelfilter ist bei einer mit Dieselkraftstoff betriebenen Verbrennungskraftmaschine ein DPF (Dieselpartikelfilter) oder ein S-DPF. Unter einem S-DPF versteht man einen Dieselpartikelfilter, welcher mit einer SCR (selektive katalytische Reduktion) unterstützenden Beschichtung versehen ist und über eine Harnstoffeinspritzung verfügt. Zudem kann ein solcher DPF mit einem Sperrkatalysator ausgestattet sein, welcher einen Ausstoß von überschüssigem Ammoniak verhindert.
  • Ferner bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Hauptdurchströmungsrichtung des Partikelfilters einen Winkel von höchstens 30°, bevorzugt von höchstens 25°, besonders bevorzugt von höchstens 20° zu der Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs aufweist. Der Winkel zwischen der Hauptdurchströmungsrichtung des Partikelfilters und der Drehachse kann sich dabei in eine beliebige (jede) Richtung erstrecken. Somit wird eine platzsparende und motornahe Anordnung des Partikelfilters ermöglicht.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Partikelfilter ein Volumen von mindestens 3 Litern, bevorzugt von mindestens 3,5 Litern, besonders bevorzugt von mindestens 4 Litern aufweist. Dadurch wird einem im Vergleich zu PKW erhöhten Partikelmassenstrom von Fahrzeugen Rechnung getragen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Abgasanlage ein zwischen dem Katalysator und dem Partikelfilter angeordnetes Umlenkelement aufweist, welches dazu ausgebildet ist, einen Abgasmassenstrom um wenigstens 30°, bevorzugt um wenigstens 40°, besonders bevorzugt um wenigstens 45° nach unten umzulenken. Ein Stromfaden eines während des Betriebs des Fahrzeugs durch das Umlenkelement strömenden Abgasmassenstroms weist eine Länge von höchstens 400 mm, bevorzugt höchstens 300 mm, besonders bevorzugt höchstens 250 mm, insbesondere höchstens 200 mm auf. Somit wird eine kurze strömungstechnische Verbindung des Partikelfilters mit dem Katalysator ermöglicht.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Abgasanlage zwischen dem Abgasturbolader und dem Partikelfilter eine Abgaslauflänge von höchstens 1200 mm, bevorzugt höchstens 1000 mm, besonders bevorzugt höchstens 800 mm, insbesondere höchstens 600 mm aufweist. Durch die geringe Abgaslauflänge, also im Speziellen durch den geringen Abstand zwischen dem Abgasturbolader und dem Partikelfilter wird einer Abkühlung des Abgases auf dem Weg zum Katalysator entgegengewirkt. Somit kann eine Regeneration des Partikelfilters leichter herbeigeführt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abgasanlage ein zwischen dem Katalysator und dem Partikelfilter, bevorzugt stromab des Umlenkelements, angeordnetes Entkoppelungselement aufweist. Durch das Entkoppelungselement wird eine mechanische bzw. schwingungstechnische Entkoppelung der stromab des Entkoppelungselements angeordneten Teile der Abgasanlage bewirkt. Das Entkoppelungselement weist bevorzugt eine Länge von höchstens 240 mm, besonders bevorzugt von 200 mm, insbesondere von höchstens 160 mm auf, wodurch eine kurze Abgasstrecke zwischen dem Katalysator und dem Partikelfilter ermöglicht wird.
  • Eine analog aufgebaute Abgasanlage kann auch für Industrie- oder Marine-Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Abgasanlage eines Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik, und
  • 2 eine Abgasanlage eines Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung.
  • 1 zeigt einen Teil eines Fahrzeugs 10 gemäß dem Stand der Technik, welches eine Verbrennungskraftmaschine 12, eine Abgasanlage 14 und einen Abgasturbolader 20 umfasst. Die Verbrennungskraftmaschine 12 ist quer zur Fahrzeuglängsachse 16 des Fahrzeugs 10 eingebaut. Das bedeutet, dass eine Drehachse 17 einer Kurbelwelle (nicht abgebildet) der Verbrennungskraftmaschine 12 quer zur Fahrzeuglängsachse 16 angeordnet ist. Typischerweise ist die Drehachse 17 zumindest annähernd rechtwinkelig zur Fahrzeuglängsachse 16 angeordnet. Die Fahrzeuglängsachse 16 verläuft bezogen auf die Verbrennungskraftmaschine 12 normalerweise ca. mittig, wurde jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nach links verschoben.
  • Die Abgasanlage 14 umfasst in Abgasströmungsrichtung einen mit Abgaskanälen der Verbrennungskraftmaschine 12 verbundenen Krümmer 18 (Abgaskrümmer), an welchem ein Abgasturbolader 20 (im Speziellen dessen Turbine) angeschlossen ist. Stromab des Abgasturboladers 20 weist die Abgasanlage 14 einen Katalysator 22 und einen Partikelfilter 24 auf, welche mittels einer Verbindungsleitung 32 verbunden sind.
  • Der Abgasturbolader 20 ist ein hängender Abgasturbolader 20. Somit liegt die Welle (nicht ersichtlich) des Turboladers unterhalb eines aus einem Zylinderkopf 26 des Motors 12 austretenden Stromfadens eines Abgasmassenstroms. Im gezeigten Beispiel ist der Abgasturbolader 20 aus Platzgründen unterhalb des Krümmers 18 dicht am Motor 12 angeordnet. Eine Hauptdurchströmungsrichtung 28 des Katalysators 22 und eine Hauptdurchströmungsrichtung 30 des Partikelfilters 24 verlaufen in etwa parallel zur Fahrzeuglängsachse 16. Somit beträgt ein Winkel zwischen einer Hauptausströmungsrichtung 21 aus dem Abgasturbolader 20 und der Hauptdurchströmungsrichtung 28 des Katalysators 22 ca. 90°. Eine Verbindungsleitung 32 zwischen dem Katalysator 22 und dem Partikelfilter 24 ist aus Gründen des nur beschränkt zur Verfügung stehenden Bauraums relativ lang. Zwischen der Verbindung 32 und dem Partikelfilter 24 ist zudem eine SCR-Dosiervorrichtung 25 (selektive katalytische Reduktion) angeordnet.
  • Durch die gezeigte Anordnung ergeben sich ein sehr hoher Temperaturverlust des Abgases bis zum Katalysator 22 und zum Partikelfilter 24 aufgrund der großer Abgaslauflängen über die nicht adiabaten Verbindungen (z. B. Rohre etc.), sowie ein relativ hoher Druckverlust innerhalb der Abgasanlage 14.
  • Über den Ausgang 27 wird der Abgasmassenstrom an stromabgelegene Teile der Abgasanlage 14, z. B. einen Schalldämpfer, weitergeleitet.
  • 2 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10 gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung. Wie bereits aus 1 bekannt, ist die Verbrennungskraftmaschine 12 quer zur Fahrzeuglängsachse 16 eingebaut. Dadurch weist die Drehachse 17 der Kurbelwelle typischerweise zumindest annähernd einen rechten Winkel zur Fahrzeuglängsachse 16 auf. Wie auch in 1 ist der Abgasturbolader 20 ein hängender Abgasturbolader 20, dessen Welle (nicht ersichtlich) unterhalb eines aus Auslässen 19 des Zylinderkopfs 26 austretenden und in den Krümmer 18 eintretenden Stromfadens des Abgasmassenstroms liegt. Im gezeigten Beispiel ist der Abgasturbolader 20 aus Platzgründen unterhalb des Krümmers 18 angeordnet.
  • Das Fahrzeug ist wie auch in 1 ein leichtes Nutzfahrzeug mit einem höchst zulässigen Gesamtgewicht von weniger als 5 Tonnen. Die Verbrennungskraftmaschine 12 ist ein Dieselmotor, weshalb der Katalysator 22 als ein Oxidationskatalysator und der Partikelfilter 24 als ein Dieselpartikelfilter, im speziellen Fall als ein S-DPF, also ein Dieselpartikelfilter mit katalytischen Beschichtung zur Reduktion von Stickoxiden, ausgebildet sind. Der S-DPF kann zudem einen Sperrkatalysator aufweisen, welcher einen Austritt von überschüssigem Ammoniak verhindert.
  • Im Unterschied zu 1 verläuft die Hauptdurchströmungsrichtung 28 des Katalysators 22 jedoch nicht in etwa parallel zur Fahrzeuglängsachse 16. Vielmehr weist die Hauptdurchströmungsrichtung 28 des Katalysators 22 einen Winkel von höchstens 20° zu der Drehachse 17 der Kurbelwelle auf. Im gezeigten Beispiel ist die Hauptdurchströmungsrichtung 28 des Katalysators 22 als in etwa parallel zu der Drehachse 17 anzusehen und verläuft somit insbesondere in etwa rechtwinkelig zur Fahrzeuglängsachse 16. Bei einem wie üblich zylindrisch geformten Katalysator 22 ist dies auch von außen leicht ersichtlich, da die Zylinderachse des Katalysators 22 ca. horizontal und ca. rechtwinkelig zur Fahrzeuglängsachse 16 verläuft.
  • Diese Anordnung wird erreicht, indem der Winkel zwischen der Hauptausströmungsrichtung 21 aus der Turbine des Abgasturboladers 20 (die Hauptausströmungsrichtung 21 verläuft typischerweise in etwa der Längserstreckung der Welle des Abgasturboladers 20) und der Hauptdurchströmungsrichtung 28 durch den Katalysator weniger als 60 ° beträgt. Im gezeigten Beispiel entspricht die Hauptausströmungsrichtung 21 in etwa der Hauptdurchströmungsrichtung 28, sodass diese als ein einziger Pfeil dargestellt sind. Somit werden Strömungs- und Wärmeverluste zwischen dem Abgasturbolader 20 und dem Katalysator 22 effektiv minimiert. So weist die Abgasanlage zwischen einem Turbinenaustritt des Abgasturboladers und dem Katalysator eine Abgaslauflänge von höchstens 100 mm auf.
  • Somit wird ermöglicht, dass der Katalysator 22, welcher ein für Nutzfahrzeuge typisches und verglichen mit PKW (Personenkraftwagen) relativ großes Volumen von mindestens 1,5 Litern aufweist, motornah positioniert werden kann.
  • Stromab des Katalysators 22 schließt an den Katalysator 22 ein Umlenkelement 34 (z. B. ein Rohrbogen) an, welches den Stromfaden des Abgases, also den Abgasmassenstrom um ca. 90° nach hinten und um wenigstens 30° nach unten umlenkt. Der Stromfaden dieses Umlenkelements weist eine Länge von weniger als 400 mm auf.
  • Stromab des Umlenkelements 34 folgt ein Entkoppelungselement 36, welches den nachfolgenden Teil der Abgasanlage von dem stromauf des Entkoppelungselements 36 angeordneten Teil der Abgasanlage schwingungstechnisch entkoppelt. Das Entkoppelungselement 36 weist eine Länge von höchstens 240 mm auf.
  • Stromab des Entkoppelungselements 36 folgt ein Partikelfilter 24. Gegebenenfalls kann zwischen dem Entkoppelungselement 36 und dem Partikelfilter 24 noch eine SCR-Dosiervorrichtung 25 (selektive katalytische Reduktion) zur Zudosierung von Harnstoff in den Abgasmassenstrom angeordnet sein. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau befindet sich die SCR-Dosiervorrichtung 25 sehr nahe an der Verbrennungskraftmaschine 12.
  • Der Partikelfilter 24 weist einen Winkel von höchstens 30° zu der Fahrzeuglängsachse 16 des Fahrzeugs 10 auf. Somit können auch die für Nutzfahrzeuge typischen Partikelfilter 24 mit großen Volumen von wenigstens 3 Litern untergebracht werden. Durch die gezeigte Anordnung wird zudem ermöglicht, dass die Abgasanlage 14 zwischen einem Turbinenaustritt des Abgasturboladers 20 und dem Partikelfilter 24 eine Abgaslauflänge von höchstens 1200 mm aufweist, wodurch eine Regeneration des Partikelfilters 24, also ein Abbrand von im Partikelfilter 24 eingelagerten Rußpartikeln erleichtert wird.
  • Über den Ausgang 27 wird der Abgasmassenstrom wiederum an stromabgelegene Teile der Abgasanlage 14 weitergeleitet. Die angeführten Komponenten (und evtl. noch weitere Komponenten) der Abgasanlage 14 stellen also auf bekannte Art und Weise eine strömungstechnische Verbindung zwischen Auslässen 19 aus dem Zylinderkopf 26 und einem Endschalldämpfer, bzw. dessen Mündung in die Umgebung her.
  • Beim Betrieb des Fahrzeugs 10 strömt somit der Abgasmassenstrom der Verbrennungskraftmaschine 12 aus Abgaskanälen (also aus den Auslässen 19) des Zylinderkopfs 26 aus und wird vom Krümmer 18 in die Turbine des Abgasturboladers 20 geleitet. Der Abgasmassenstrom strömt in Folge unterhalb der Ausgänge der Abgaskanäle des Zylinderkopfs 26 aus dem Abgasturbolader 20 aus und in etwa geradlinig sowie parallel zur Drehachse 17 der Kurbelwelle in den Katalysator 22 ein (vergleiche Hauptausströmungsrichtung 21 und Hauptdurchströmungsrichtung 28). Unmittelbar nach dem Austritt aus dem Katalysator 22 wird der Abgasmassenstrom nach hinten und gleichzeitig nach unten umgelenkt, um durch das Entkoppelungselement 36 und die SCR-Dosiervorrichtung 25 hindurch in den Partikelfilter 24 zu gelangen. Der Partikelfilter 24 wird in einem Winkel von höchstens 30 ° (vergleiche Hauptdurchströmungsrichtung 30) zur Fahrzeuglängsachse 16 vom Abgasmassenstrom durchströmt, bevor er durch den Ausgang 27 in stromab gelegene und nicht dargestellte Teile der Abgasanlage 14 gelangt.
  • Durch die annähernd kurbelwellenparallele Lage des nutzfahrzeugtypischen, großen Katalysator 22 sowie die daraus folgenden kurzen Abgaslauflängen bis zum Katalysator 22 und zum Partikelfilter 24 wird eine schnelle und effektive Abgasreinigung mit hohem Wirkungsgrad ermöglicht.
  • Aufgrund des sehr geringen Platzbedarfs und dem Freiraum oberhalb des Krümmers 18, eignet sich diese Konfiguration speziell für leichte Nutzfahrzeuge wie z. B. Kleinbusse oder Kleintransporter. Insbesondere bei diesen Fahrzeugen wird der Bauraum oberhalb des Krümmers für einen Wasserkasten genutzt, welcher von der im Vergleich zu PKW relativ weit vorne platzierten Windschutzscheibe ablaufendes Regenwasser auffängt und zudem Komponenten der Scheibenwischanlage beherbergt.
  • Durch das Fahrzeug 10 und dessen Abgasanlage 14 wird ein wesentlicher Beitrag zur Erfüllung geltender und zukünftiger Abgasnormen (z. B. EU 6, Euro VI) insbesondere im Bereich der Nutzfahrzeugen geleistet.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Fahrzeug
    12
    Verbrennungskraftmaschine
    14
    Abgasanlage
    16
    Fahrzeuglängsachse
    17
    Drehachse der Kurbelwelle
    18
    Krümmer
    19
    Auslass
    20
    Abgasturbolader
    21
    Hauptausströmungsrichtung aus der Turbine des Abgasturboladers
    22
    Katalysator
    24
    Partikelfilter
    25
    SCR-Dosiervorrichtung
    26
    Zylinderkopf
    27
    Ausgang
    28
    Hauptdurchströmungsrichtung des Katalysators
    30
    Hauptdurchströmungsrichtung des Partikelfilters
    32
    Verbindungsleitung
    34
    Umlenkelement
    36
    Entkoppelungselement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011101128 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Fahrzeug (10) umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (12) mit einer Kurbelwelle, deren Drehachse (17) quer zu einer Fahrzeuglängsachse (16) des Fahrzeugs (10) angeordnet ist, einen hängenden Abgasturbolader (20) und eine Abgasanlage (14) mit einem Katalysator (22), dadurch gekennzeichnet, dass eine Hauptdurchströmungsrichtung (28) des Katalysators (22) einen Winkel von höchstens 20° zu der Drehachse (17) der Kurbelwelle aufweist.
  2. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Winkelabweichung zwischen der Hauptdurchströmungsrichtung (28) des Katalysators (22) und der Hauptausströmungsrichtung (21) eines aus dem Abgasturbolader (20) austretenden Abgasmassenstroms weniger als 60° beträgt.
  3. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (22) ein Volumen von mindestens 1,5 Litern aufweist.
  4. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (14) zwischen einem Turbinenaustritt des Abgasturboladers (20) und dem Katalysator (22) eine Abgaslauflänge von höchstens 100 mm aufweist.
  5. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (14) einen stromab des Katalysators (22) angeordneten Partikelfilter (24) aufweist.
  6. Fahrzeug (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hauptdurchströmungsrichtung (30) des Partikelfilters (24) einen Winkel von höchstens 30° zu der Fahrzeuglängsachse (16) des Fahrzeugs (10) aufweist.
  7. Fahrzeug (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (24) ein Volumen von mindestens 3 Litern aufweist.
  8. Fahrzeug (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (14) zwischen einem Turbinenaustritt des Abgasturboladers (20) und dem Partikelfilter (24) eine Abgaslauflänge von höchstens 1200 mm aufweist.
  9. Fahrzeug (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (14) ein zwischen dem Katalysator (22) und dem Partikelfilter (24) angeordnetes Entkoppelungselement (36) aufweist.
  10. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) ein Nutzfahrzeug ist.
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