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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft eine Abgasrückführungsvorrichtung (hier manchmal einfach als AGR-Vorrichtung bezeichnet) für Fahrzeugmotoren mit Zylindern. Zum Beispiel betrifft sie eine AGR-Vorrichtung, die vorteilhaft bei Fahrzeug-Zweizylindermotoren verwendet wird, welche einen Abgasrückführungsdurchgang (hier manchmal einfach als AGR-Durchgang bezeichnet) aufweisen, der in einem Zylinderkopf gebildet ist, um Abgas wie erforderlich von einem Auslassöffnungsende zu einem Ansaugöffnungsende des Zylinderkopfs zurückzuführen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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JP 3579643 B offenbart einen Zylinderkopf für Motoren mit einem darin gebildeten AGR-Durchgang. In diesem Zylinderkopf verfügt der AGR-Durchgang über einen stromaufwärts befindlichen Durchgangsabschnitt, der durch eine Bohrbearbeitung in einer schrägen Richtung von einer inneren Umfangsfläche einer Auslassöffnung oder einem Abgassammelteil in den Zylinderkopf gebohrt ist, und über einen stromabwärts befindlichen Durchgangsabschnitt, der durch eine Bohrbearbeitung in einer Richtung, die senkrecht zu einer Zylinderreihenrichtung eines Motors verläuft, von einer Seitenfläche an einem Ansaugende des Zylinderkopfs gebohrt ist. Die Auslassöffnung oder der Abgassammelteil befindet sich an einer abgasstromabwärts liegenden Seite einer Zylinderkopfschrauben-Einsetzöffnung, die in einem Endabschnitt des Zylinderkopfs an einer Seite in der Zylinderreihenrichtung des Motors bereitgestellt ist. Die gesamte Länge des AGR-Durchgangs liegt an einer Außenseite der Zylinderkopfschrauben-Einsetzöffnung in der Zylinderreihenrichtung des Motors.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Bei dem in
JP 3579643 B offenbarten Zylinderkopf für Motoren befindet sich der AGR-Durchgang an einer Außenseite in der Reihenrichtung der Zylinder. Diese Konfiguration wird selbst bei Zweizylindermotoren eingesetzt. Was dies betrifft, besteht kein Problem, wenn der AGR-Durchgang einen Abgassammelteil mit einem Ansaugsystem verbindet. Doch wenn eine bestimmte Auslassöffnung mit einem Ansaugsystem verbunden wird, dient der AGR-Durchgang zur Rückführung von Abgas von einem der beiden Zylinder, der mit der bestimmten Auslassöffnung verbunden ist, zu dem Ansaugsystem, ohne dass Abgas des anderen Zylinders rückgeführt wird.
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Die beiden Zylinder eines typischen Zweizylindermotors weisen einander entsprechende Takte auf, die untereinander um 360 Grad abweichen. Ferner ist die Peakbreite ihrer Abgaspulsationen groß. Wenn die Rückführung von Abgas zu einem Ansaugsystem nur von einem der beiden Zylinder vorgenommen wird, weist dieser Zylinder daher in Bezug auf den anderen Zylinder eine unterschiedliche Abgasrückführungs- oder -fülleffizienz und hierdurch unterschiedliche Bedingungen der Verbrennung auf, welche Schwankungen der Verbrennung zwischen diesen Zylindern verursachen.
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Diese Erfindung wurde angesichts des obigen Problems erdacht. Es ist daher die Aufgabe dieser Erfindung, eine Abgasrückführungsvorrichtung für Fahrzeugmotoren bereitzustellen, die dazu eingerichtet ist, Schwankungen der Verbrennung zwischen Zylindern selbst bei Zweizylindermotoren zu minimieren.
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Zur Lösung der beschriebenen Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung eine Abgasrückführungsvorrichtung für Fahrzeugmotoren geschaffen, umfassend einen Zylinderblock mit einer ersten Zylinderbohrung und einer zweiten Zylinderbohrung, die in einer Zylinderreihenrichtung angeordnet sind; einen Zylinderkopf, der an einer in der vertikalen Richtung des Motors oberen Seite des Zylinderblocks fixiert ist; eine erste und eine zweite Ansaugöffnung, die in einem Endabschnitt an einer Seite des Zylinderkopfs in Bezug auf eine Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt, gebildet sind und mit der ersten Zylinderbohrung bzw. der zweiten Zylinderbohrung in Verbindung stehen; eine erste und eine zweite Auslassöffnung, die in einem Endabschnitt an der anderen Seite des Zylinderkopfs in Bezug auf die Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt, gebildet sind und mit der ersten Zylinderbohrung bzw. der zweiten Zylinderbohrung in Verbindung stehen; eine Kombination aus einem Ansaugflansch, der an einer Endfläche an der einen Seite des Zylinderkopfs fixiert ist, und Ansaugkrümmerabschnitten, die mit der ersten und der zweiten Ansaugöffnung in Verbindung stehen; und eine Kombination aus einem Auslassflansch, der an einer Endfläche an der anderen Seite des Zylinderkopfs fixiert ist, und Auslasskrümmerabschnitten, die mit der ersten und der zweiten Auslassöffnung in Verbindung stehen, wobei die Abgasrückführungsvorrichtung für Fahrzeugmotoren umfasst: einen Abgasrückführungsdurchgang, umfassend einen Kanalabschnitt, der in der Endfläche an der anderen Seite des Zylinderkopfs gebildet ist und mit der ersten und der zweiten Auslassöffnung in Verbindung steht, einen gebohrten Durchgangsabschnitt, der in einem Bereich zwischen der ersten Zylinderbohrung und der zweiten Zylinderbohrung in dem Zylinderkopf gebildet ist und sich in die Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt, erstreckt und mit dem Kanalabschnitt in Verbindung steht, und eine Öffnung, die an dem Endabschnitt an der einen Seite des Zylinderkopfs bereitgestellt ist; ein Abgasrückführungsventil, das an die Öffnung des Abgasrückführungsdurchgangs angeschlossen ist; einen ersten Verteildurchgang, der an das Abgasrückführungsventil angeschlossen ist und mit der ersten Ansaugöffnung in Verbindung steht; und einen zweiten Verteildurchgang, der an das Abgasrückführungsventil angeschlossen ist und mit der zweiten Ansaugöffnung in Verbindung steht, wobei der zweite Verteildurchgang die gleiche Durchgangslänge wie der erste Verteildurchgangs aufweist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung ist der gebohrte Durchgangsabschnitt lokal in zwei Teildurchgänge um eine dazwischen befindliche Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung verzweigt. Ferner ist der gebohrte Durchgangsabschnitt gemäß einem dritten Aspekt dieser Erfindung lokal um eine Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung gebogen.
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Gemäß einem vierten Aspekt dieser Erfindung ist an einem Verbindungsteil zwischen dem Kanalabschnitt und dem gebohrten Durchgangsabschnitt eine Trennwand bereitgestellt, um Abgase von dem Kanalabschnitt zu dem gebohrten Durchgangsabschnitt zu führen.
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Gemäß dem ersten Aspekt handelt es sich um eine Abgasrückführungsvorrichtung für Fahrzeugmotoren, umfassend einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf, eine erste und eine zweite Ansaugöffnung, eine erste und eine zweite Auslassöffnung, eine Kombination aus einem Ansaugflansch und Ansaugkrümmerabschnitten und eine Kombination aus einem Auslassflansch und Auslasskrümmerabschnitten. In dem Zylinderblock sind eine erste Zylinderbohrung und eine zweite Zylinderbohrung in einer Zylinderreihenrichtung angeordnet. Der Zylinderblock ist an einer in der vertikalen Richtung des Motors oberen Seite des Zylinderblocks fixiert. Die erste und die zweite Ansaugöffnung sind in einem Endabschnitt an einer Seite des Zylinderkopfs in Bezug auf eine Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt, gebildet und stehen mit der ersten Zylinderbohrung bzw. der zweiten Zylinderbohrung in Verbindung. Die erste und die zweite Auslassöffnung sind in einem Endabschnitt an der anderen Seite des Zylinderkopfs in Bezug auf die Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt, gebildet und stehen mit der ersten Zylinderbohrung bzw. der zweiten Zylinderbohrung in Verbindung. Der Ansaugflansch ist an einer Endfläche an der einen Seite des Zylinderkopfs fixiert und die Ansaugkrümmerabschnitte stehen mit der ersten und der zweiten Ansaugöffnung in Verbindung. Der Auslassflansch ist an einer Endfläche an der anderen Seite des Zylinderkopfs fixiert und die Auslasskrümmerabschnitte stehen mit der ersten und der zweiten Auslassöffnung in Verbindung. Die Abgasrückführungsvorrichtung für Fahrzeugmotoren umfasst einen Abgasrückführungsdurchgang, ein Abgasrückführungsventil, einen ersten Verteildurchgang und einen zweiten Verteildurchgang. Der Abgasrückführungsdurchgang umfasst einen Kanalabschnitt, der in der Endfläche an der anderen Seite des Zylinderkopfs gebildet ist und mit der ersten und der zweiten Auslassöffnung in Verbindung steht, einen gebohrten Durchgangsabschnitt, der in einem Bereich zwischen der ersten Zylinderbohrung und der zweiten Zylinderbohrung in dem Zylinderkopf gebildet ist und sich in die Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt, erstreckt und mit dem Kanalabschnitt in Verbindung steht, und eine Öffnung, die an dem Endabschnitt an der einen Seite des Zylinderkopfs bereitgestellt ist. Das Abgasrückführungsventil ist an die Öffnung des Abgasrückführungsdurchgangs angeschlossen. Der erste Verteildurchgang ist an das Abgasrückführungsventil angeschlossen und steht mit der ersten Ansaugöffnung in Verbindung. Der zweite Verteildurchgang ist an das Abgasrückführungsventil angeschlossen und steht mit der zweiten Ansaugöffnung in Verbindung. Der zweite Verteildurchgang weist die gleiche Durchgangslänge wie der erste Verteildurchgangs auf.
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Entsprechend werden Abgasströme gleichmäßig von der ersten Zylinderbohrung und der zweiten Zylinderbohrung in dem Abgasrückführungsdurchgang aufgenommen und gleichmäßig zu der ersten Zylinderbohrung und der zweiten Zylinderbohrung verteilt und zurückgeführt, was eine verringerte Schwankung der Verbrennung zwischen den Zylinderbohrungen zur Folge hat. Der Abgasrückführungsdurchgang kann einen minimierten Pfad zwischen der Ausstoßseite und der Ansaugseite einnehmen, was ein verbessertes Ansprechen der Abgasrückführung auf eine Öffnungs/Schließsteuerung des Abgasrückführungsventils ermöglicht.
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Gemäß dem zweiten Aspekt ist der gebohrte Durchgangsabschnitt lokal in zwei Teildurchgänge um eine dazwischen befindliche Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung verzweigt. Jeder Teildurchgang weist eine kleinere Querschnittfläche als der gebohrte Durchgangsabschnitt, der verzweigt wird, auf, was eine Bereitstellung auch durch einen engen Bereich um die Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung gestattet. Es wird bemerkt, dass die beiden Teildurchgänge dazu eingerichtet sind, in Bezug auf den gebohrten Durchgangsabschnitt, der verzweigt wird, einen äquivalenten Abgasgesamtstrom zu leiten. Ferner können die Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung und jene Teile des gebohrten Durchgangsabschnitts, die sich stromaufwärts und stromabwärts von den Teildurchgängen erstrecken, auf einer geraden Linie, z. B. in einer Draufsicht auf einer Mittelsenkrechten zwischen der ersten Zylinderbohrung und der zweiten Zylinderbohrung, angeordnet werden, wodurch eine verringerte Schwankung der Verbrennung zwischen den Zylinderbohrungen ermöglicht wird.
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Gemäß dem dritten Aspekt ist der gebohrte Durchgangsabschnitt lokal um eine Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung gebogen. Entsprechend können die Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung und jene Teile des gebohrten Durchgangsabschnitts, die sich stromaufwärts und stromabwärts von seinem lokal gebogenen Teil erstrecken, auf einer geraden Linie, z. B. in einer Draufsicht auf einer Mittelsenkrechten zwischen der ersten Zylinderbohrung und der zweiten Zylinderbohrung, angeordnet werden, wodurch eine verringerte Schwankung der Verbrennung zwischen den Zylinderbohrungen ermöglicht wird.
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Gemäß dem vierten Aspekt ist an einem Verbindungsteil zwischen dem Kanalabschnitt und dem gebohrten Durchgangsabschnitt eine Trennwand bereitgestellt, um Abgase von dem Kanalabschnitt zu dem gebohrten Durchgangsabschnitt zu führen.
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Entsprechend kann die Trennwand dazu dienen, einen ersten Strom des Abgases, der in der ersten Zylinderbohrung erzeugt wird und durch die erste Auslassöffnung und den Kanalabschnitt geleitet wird, zu einem stromaufwärts befindlichen Ende des gebohrten Durchgangsabschnitts zu führen und einen zweiten Strom des Abgases, der in der zweiten Zylinderbohrung erzeugt wird und durch die zweite Auslassöffnung und den Kanalabschnitt geleitet wird, zu dem stromaufwärts befindlichen Ende des gebohrten Durchgangsabschnitts zu führen, so dass diese wirksam in den gebohrten Durchgangsabschnitt eingebracht und darin gesammelt werden, was eine verbesserte Leistung bei der Abgasrückführung ermöglicht. Ferner kann die Trennwand wirksam verhindern, dass der erste Abgasstrom und der zweite Abgasstrom in dem Kanalabschnitt vermischt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Vorderansicht eines Fahrzeugmotors, der eine AGR-Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung umfasst.
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2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1, die einen AGR-Durchgang der AGR-Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform zeigt.
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3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 1, die einen wesentlichen Teil des AGR-Durchgangs zeigt.
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4 ist eine Ansicht entlang des Pfeils D in 3.
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5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 3, die einen weiteren wesentlichen Teil des AGR-Durchgangs zeigt.
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6 ist eine Ansicht entlang des Pfeils E in 3.
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7 ist ein Satz von Zeitablaufdiagrammen, der Takte bei dem Fahrzeugmotor in 1 beschreibt.
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8 ist eine Detailansicht um einen zusammenfließenden Abschnitt zwischen einem Kanalabschnitt und einem gebohrten Durchgangsabschnitt des AGR-Durchgangs in 2, die Abgasströme von einer der paarweise ausgebildeten Auslassöffnungen veranschaulicht.
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9 ist eine Detailansicht um den zusammenfließenden Abschnitt des AGR-Durchgangs in 8, die Abgasströme von der anderen der paarweise ausgebildeten Auslassöffnungen veranschaulicht.
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10 ist eine Schnittansicht an einem wesentlichen Abschnitt eines Fahrzeugmotors, der eine AGR-Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung umfasst, die einen zusammenfließenden Abschnitt zwischen einem Kanalabschnitt und einem gebohrten Durchgangsabschnitt eines AGR-Durchgangs der AGR-Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform zeigt.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die bestimmte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, werden verschiedene Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben.
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In den Zeichnungen hat jede Figur mit Ausnahme von 7 von einem Blickpunkt im Inneren des Fahrzeugs her zwei zueinander orthogonale Richtungen aus sechs 3D-Richtungen (d. h., die Vorwärts- und die Rückwärtsrichtung in der Fahrzeuglängsrichtung, die rechte und die linke Richtung in der Fahrzeugquerrichtung, und die Aufwärts- und die Abwärts-Richtung in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs), die durch Pfeile definiert sind.
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Es wird jedoch bemerkt, dass für die Beschreibung jedes in den Zeichnungen gezeigten Motors 3D-Richtungen mit einem Blickpunkt an einem geometrischen Zentrum des Motors verwendet werden. Im Besonderen werden bei den zu beschreibenden Ausführungsformen hinsichtlich der Anordnung des Motors, der in einen Motorraum vor dem Fahrzeuginneren einzubauen ist, wie erforderlich ”eine Vorwärts- und eine Rückwärtsrichtung in der Motorlängsrichtung”, die jeweils mit der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung in der Fahrzeuglängsrichtung übereinstimmen, ”eine Aufwärts- und eine Abwärts-Richtung in der vertikalen Richtung des Motors”, die jeweils mit der Aufwärts- und der Abwärts-Richtung in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs übereinstimmen, und ”eine rechte und eine linke Richtung in einer Vorderansicht des Motors” (hier einfach als rechts und links in der Fahrzeugquerrichtung bezeichnet), die zu der rechten und der linken Richtung in der Fahrzeugquerrichtung entgegengesetzt gewandt sind, verwendet. Es wird auch bemerkt, dass der in das Fahrzeug eingebaute Motor eine beliebige Ausrichtung aufweisen kann. In dieser Hinsicht wird die Beschreibung wie erforderlich anhand von Relationen zu der Richtung einer Reihe von Zylindern in dem Motor vorgenommen werden.
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1 ist eine Vorderansicht eines Fahrzeugmotors (insbesondere eines wesentlichen Abschnitts davon), der eine AGR-Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung umfasst. Dieser Fahrzeugmotor umfasst einen Zylinderblock 1 mit zwei Zylinderabschnitten, einen Zylinderkopf 2, der an einer in der vertikalen Richtung des Motors oberen Endfläche des Zylinderblocks 1 fixiert ist, wobei dazwischen ggf. eine Dichtung eingefügt ist, und einen Zylinderkopfdeckel 3, der an einer in der vertikalen Richtung des Motors oberen Endfläche des Zylinderkopfs 2 fixiert ist, wobei dazwischen ggf. eine Dichtung eingefügt ist. Der Fahrzeugmotor weist ein Kurbelgehäuse auf, das in einem in der vertikalen Richtung des Motors unteren Abschnitt des Zylinderblocks 1 gebildet ist, wobei darin eine Kurbelwelle 5 drehbar untergebracht ist. An einer in der vertikalen Richtung des Motors unteren Endfläche des Zylinderblocks 1 ist eine Ölwanne 4 angebracht. Der Fahrzeugmotor ist mit einem Getriebe zu verbinden, das zum Beispiel an seiner in der Motorquerrichtung linken Seite angeordnet ist.
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In dem Fahrzeugmotor, der in 1 gezeigt ist, weist die Zylinderreihe eine Reihe von zwei Zylinderbohrungen 7 und 7 auf, die darin ausgebildet sind als Kombination von in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs länglichen Bohrungen, welche in der Fahrzeugquerrichtung (bei der es sich um die Zylinderreihenrichtung des Motors handelt) als Paar ausgeführt sind. Insbesondere handelt es sich um eine Kombination von zwei Zylinderbohrungen 7 und 7, die als Kombination aus einer ersten Zylinderbohrung 7a an einer linken Stelle in der Fahrzeugquerrichtung und einer zweiten Zylinderbohrung 7b an einer rechten Stelle in der Fahrzeugquerrichtung ausgeführt ist. Die Zylinderbohrungen 7 und 7 (= 7a und 7b) weisen jeweils eine Verbrennungskammer 6 auf, die als ein Endbereich an der in der vertikalen Richtung des Motors oberen Seite (d. h., an der Seite des Zylinderkopfs 2) definiert ist. Und zwar umfassen die Zylinderbohrungen 7 und 7 zwei Verbrennungskammern 6 und 6, die in der Motorquerrichtung (d. h., in der Zylinderreihenrichtung des Motors) als Paar ausgeführt sind.
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Daher weist die Kurbelwelle 5 eine Drehachse auf, die parallel zu der Ausrichtungsrichtung der Verbrennungskammern 6 und 6, d. h., der Zylinderreihenrichtung des Motors, verläuft. Jede Zylinderbohrung 7 weist einen darin eingesetzten Kolben 10 auf, wobei der Kolben 10 durch eine Pleuelstange 11 operativ mit einem zugehörigen Kurbelzapfen 5a der Kurbelwelle 5 verbunden ist. Es wird bemerkt, dass der Zylinderkopf 2 bei dem Fahrzeugmotor in 1 an der in der vertikalen Richtung des Motors oberen Seite des Zylinderblocks 1 angeordnet ist.
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2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1, und 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 1. 2 zeigt zwei Ansaugöffnungen 8 und 8 und zwei Auslassöffnungen 9 und 9, die jeweils mit den beiden in 1 gezeigten Verbrennungskammern 6 und 6 in Verbindung stehen. Die Ansaugöffnungen 8 und 8 sind an der in der Motorlängsrichtung hinteren Seite des Zylinderkopfs 2 vorgesehen, wie in 2 gezeigt ist, um jeweils Gemische aus Luft und Benzin als Kraftstoff zu den Verbrennungskammern 6 und 6 zu liefern. Die Auslassöffnungen 9 und 9 sind an der in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Seite des Zylinderkopfs 2 vorgesehen, wie in 2 gezeigt ist, um jeweils Abgase aus den Verbrennungskammer 6 und 6 auszustoßen.
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Die Ansaugöffnungen 8 und 8 sind ausgebildet in einem Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 an einer oberen Seite in 2 (d. h., in einem in der Fahrzeuglängsrichtung hinteren Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 als dessen Endabschnitt an einer Seite in einer Richtung, die die Zylinderreihenrichtung des Motors im Wesentlichen in einem rechten Winkel kreuzt). Die Auslassöffnungen 9 und 9 sind ausgebildet in einem Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 an einer unteren Seite in 2 (d. h., in einem in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 als dessen Endabschnitt an der anderen Seite in der Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt).
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Die Ansaugöffnungen 8 und 8 sind gebildet als in der Motorlängsrichtung längliche halbellipsoide Mischkammern zum Mischen von Benzin, das in sie eingespritzt wird, bzw. Vorgemischen, die in sie eingebracht werden. Entsprechend verfügen die Ansaugöffnungen 8 und 8 jeweils über einen hinteren Endteil, der sich in der Motorlängsrichtung nach hinten öffnet, einen Zwischenteil, der von diesem hinteren Endteil allmählich konvergiert, während er sich in der Motorlängsrichtung nach vorne erstreckt, und einen in der Motorlängsrichtung vorderen Endteil, der über ein Ansaugventil, bei dem es sich um ein Drosselventil handelt, mit einer Verbrennungskammer 6 in einem zugehörigen Zylinder des Fahrzeugmotors verbunden ist. Andererseits verfügen die Auslassöffnungen 9 und 9 jeweils über einen vorderen Endteil, der sich in der Motorlängsrichtung nach vorne öffnet, einen Zwischenteil, der sich von diesem vorderen Endteil in der Motorlängsrichtung nach hinten erstreckt, wie ein gerades Rohr, und einen in der Motorlängsrichtung hinteren Endteil, der über ein Auslassventil, bei dem es sich um ein Drosselventil handelt, mit einer Verbrennungskammer 6 in einem zugehörigen Zylinder des Fahrzeugmotors verbunden ist.
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Und zwar stehen die Ansaugöffnungen 8 und 8 jeweils mit den Zylinderbohrungen 7 und 7 in Verbindung. Daher steht jede Zylinderbohrung 7 mit einem in der Motorlängsrichtung vorderen Endteil, einem Zwischenteil in der Motorlängsrichtung und einem in der Motorlängsrichtung hinteren Endteil einer zugehörigen Ansaugöffnung 8 in Verbindung, wobei der hintere Endteil ein Endteil der Ansaugöffnung 8 ist, der sich in einem Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 an einer Seite in der Richtung öffnet, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt. Die Auslassöffnungen 9 und 9 stehen ebenfalls jeweils mit den Zylinderbohrungen 7 und 7 in Verbindung. Daher steht jede Zylinderbohrung 7 mit einem in der Motorlängsrichtung hinteren Endteil, einem Zwischenteil in der Motorlängsrichtung und einem in der Motorlängsrichtung vorderen Endteil einer zugehörigen Auslassöffnung 9 in Verbindung, wobei der vordere Endteil ein Endteil der Auslassöffnung 9 ist, der sich in einem Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 an der anderen Seite in der Richtung öffnet, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt.
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Jede Ansaugöffnung 8 weist ein Ansaugventil auf, das dazu betriebsfähig ist, einen Gemischauslass an seinem in der Motorlängsrichtung vorderen Endabschnitt, der mit einer zugehörigen Verbrennungskammer 6 in Verbindung steht, zu öffnen und zu schließen. Ebenso weist jede Auslassöffnung 9 ein Auslassventil auf, das dazu betriebsfähig ist, einen Abgaseinlass an seinem in der Motorlängsrichtung hinteren Endabschnitt, der mit einer zugehörigen Verbrennungskammer 6 in Verbindung steht, zu öffnen und zu schließen. Es wird bemerkt, dass in dem Zylinderkopf 2 in der Motorquerrichtung paarweise ausgebildete Zündkerzenanbringungsöffnungen 12 und 12 gebildet sind.
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Entsprechend wird an jeder Zylinderbohrung 7 dann, wenn bei geschlossenem zugehörigen Auslassventil ein zugehöriges Ansaugventil geöffnet wird, ein Gemisch von einer zugehörigen Ansaugöffnung 8 zu der Zylinderbohrung 7 geliefert. Danach wird das Gemisch bei geschlossenem Ansaugventil verdichtet und gezündet. Dann, wenn sich das gezündete Gemisch ausdehnt, wird ein zugehöriger Kolben 10 der Zylinderbohrung 7 nach unten gedrängt. Diese Bewegung des Kolbens 10 wird durch eine zugehörige Pleuelstange 11 zu einem zugehörigen Kurbelzapfen 5a übertragen. Da der Kurbelzapfen 5a von der Drehachse der Kurbelwelle 5 radial nach außen versetzt ist, wird die Bewegung des Kolbens, die hin und her laufend ist, in eine Drehbewegung des Kurbelzapfens 5a umgewandelt, mit dem sich die Kurbelwelle 5 dreht. Diese Drehung der Kurbelwelle 5 wird in dem Getriebe in eine Geschwindigkeit geschaltet, wodurch ein entsprechendes Antriebsdrehmoment an Antriebsräder des Fahrzeugs ausgegeben wird. Dann werden bei geöffnetem Auslassventil Verbrennungsprodukte des Gemischs in der Zylinderbohrung 7 als Abgase zu einem in der Motorlängsrichtung vorderen Endteil einer zugehörigen Auslassöffnung 9 (d. h., einem Endteil der Auslassöffnung 9, der sich in einem Endabschnitt des Zylinderkopfs 2 an der anderen Seite in der Richtung öffnet, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt) ausgestoßen.
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2 zeigt zwei Ansaugkrümmerabschnitte 13 und 13 als stromabwärts befindliche Abschnitte eines Ansaugkrümmers, der einen gemeinsamen Ansaugendflansch 14 aufweist, welcher fixiert ist an einer in der Motorlängsrichtung hinteren Endfläche des Zylinderkopfs 2 (d. h., einer Endfläche der Zylinderkopfs 2 an der einen Seite in der Richtung öffnet, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt), wo die in der Motorlängsrichtung hinteren Endteile der Ansaugöffnungen 8 und 8 geöffnet sind. Die Ansaugkrümmerabschnitte 13 und 13 weisen in der Motorlängsrichtung längliche halbellipsoide Vormischkammern auf, die jeweils darin definiert sind, um dorthin zurückgeführte Abgase mit in sie angesaugter Luft zu mischen. Entsprechend verfügen die Ansaugkrümmerabschnitte 13 und 13 jeweils über einen sich in der Motorlängsrichtung nach vorne öffnenden vorderen Endteil, einen Zwischenteil, der von diesem vorderen Endteil allmählich konvergiert, während er sich in der Motorlängsrichtung nach hinten erstreckt, und einen in der Motorlängsrichtung hinteren Endteil, der mit einem Ansaugkrümmersammelabschnitt, bei dem es sich um einen stromaufwärts befindlichen Abschnitt des oben genannten Ansaugkrümmers handelt, in Verbindung steht. Die Ansaugkrümmerabschnitte 13 und 13 sind an ihren in der Motorlängsrichtung vorderen Endteilen jeweils mit in der Motorlängsrichtung hinteren Endteilen der Ansaugöffnungen 8 und 8 verbunden. Die Ansaugkrümmerabschnitte 13 und 13 stehen an ihren in der Motorlängsrichtung hinteren Endteilen durch den Ansaugkrümmersammelabschnitt jeweils mit einem Luftansaugkanal in Verbindung.
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2 zeigt zwei Auslasskrümmerabschnitte 15 und 15 als stromaufwärts befindliche Abschnitte eines Auslasskrümmers, die einen gemeinsamen Auslassendflansch 16 aufweisen, der fixiert ist an einer in der Motorlängsrichtung vorderen Endfläche des Zylinderkopfs 2 (d. h., einer Endfläche des Zylinderkopfs 2 an der anderen Seite in der Richtung, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt), wo in der Motorlängsrichtung vordere Endteile der Auslassöffnungen 9 und 9 geöffnet sind. Die Auslasskrümmerabschnitte 15 und 15 verfügen jeweils über einen sich in der Motorlängsrichtung nach hinten öffnenden hinteren Endteil, einen Zwischenteil, der sich von diesem hinteren Endteil in der Motorlängsrichtung nach vorne erstreckt, wie ein gerades Rohr, und einen in der Motorlängsrichtung vorderen Endteil, der mit einem Auslasskrümmersammelabschnitt, bei dem es sich um einen stromabwärts befindlichen Abschnitt des oben genannten Auslasskrümmers handelt, in Verbindung steht. Die Auslasskrümmerabschnitte 15 und 15 sind an ihren in der Motorlängsrichtung hinteren Endteilen jeweils mit in der Motorlängsrichtung vorderen Endteilen der Auslassöffnungen 9 und 9 verbunden. Die Auslasskrümmerabschnitte 15 und 15 stehen an ihren in der Motorlängsrichtung vorderen Endteilen durch den Auslasskrümmersammelabschnitt jeweils mit einem Auspuffrohr in Verbindung. Damit wurden ein Ansaugsystem und ein Auslasssystem für den in 1 gezeigten Fahrzeugmotor beschrieben, die durch einen zu beschreibenden AGR(Abgasrückführungs)-Durchgang verbunden sind.
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Gemäß Ausführungsformen, die in den Zeichnungen gezeigt sind, ist in dem Zylinderkopf 2 ein AGR-Durchgang 17 gebildet, um Teile der Abgase, die in den Auslassöffnungen 9 und 9 strömen, zu den Enden der Ansaugöffnungen 8 und 8 und insbesondere zu den Ansaugkrümmerabschnitten 13 und 13 rückzuführen. Wie in 2 gezeigt, umfasst der AGR-Durchgang 17 einen Kanalabschnitt 18, der die in der Motorlängsrichtung hinteren Endteile der Auslassöffnungen 9 und 9 in der Motorquerrichtung miteinander verbindet, und einen gebohrten Durchgangsabschnitt 19, der sich von einem in der Motorquerrichtung mittleren Teil des Kanalabschnitts 18 in der Motorlängsrichtung nach hinten erstreckt. Der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 erstreckt sich in 1, die eine Vorderansicht (eines wesentlichen Abschnitts ohne Auslasskrümmer) des Fahrzeugmotors ist, in der Motorlängsrichtung (und durchdringt insbesondere den Zylinderkopf 2 zwischen dem Endabschnitt an der einen Seite und dem Endabschnitt an der anderen Seite des Zylinderkopfs 2 in der Richtung, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt) entlang einer Schnittlinie zwischen einer horizontalen Schnittebene, die durch die Linie A-A dargestellt ist, und einer vertikalen Schnittebene, die durch die (zwischen der ersten Zylinderbohrung 7a und der zweiten Zylinderbohrung 7b liegende) Linie B-B dargestellt ist. Der Kanalabschnitt 18 leitet einen Teil eines Stroms des Abgases in einer in der Motorquerrichtung links gelegenen ersten Auslassöffnung 9a (= 9), die mit der ersten Zylinderbohrung 7a in Verbindung steht, und einen Teil eines Stroms des Abgases in einer in der Motorquerrichtung rechts gelegenen zweiten Auslassöffnung 9b (= 9), die mit der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung steht, zu einem in der Motorlängsrichtung vorderen Endteil des gebohrten Durchgangsabschnitts 19. Es wird bemerkt, dass der Kanalabschnitt 18 über die Fläche seiner in der Motorlängsrichtung vorderen Endseite durch den Auslassflansch 16 verschlossen ist.
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Bei diesem AGR-Durchgang 17 erstreckt sich der in der Motorlängsrichtung hintere Endteil des gebohrten Durchgangsabschnitts 19, wie in 3 gezeigt, in der vertikalen Richtung des Motors nach unten (insbesondere in einer leicht nach hinten geneigten Richtung parallel zu einer durch die Linie C-C in der Figur dargestellten geneigten Schnittebene) und er ist in einem rechten Winkel gebogen, so dass er sich in einer in der Motorlängsrichtung hinteren Endfläche des Zylinderkopfs 2 (d. h. in einer Endfläche an der anderen Seite des Zylinderkopfs 2 in der Richtung, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt) öffnet.
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4 ist eine Ansicht entlang des Pfeils D in 3 ohne Auslasskrümmer. 4 zeigt eine in der Motorlängsrichtung vordere Endfläche des Zylinderkopfs 2 (d. h. eine Endfläche an der anderen Seite des Zylinderkopfs 2 in der Richtung, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt), wo der Auslassflansch 16, der den Auslasskrümmerabschnitten 15 und 15 gemeinsam ist, fixiert werden soll.
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Wie in 1 oder 4 gezeigt, ist der Kanalabschnitt 18 des AGR-Durchgangs 17 als geradliniger Kanal gebildet, der die mit der ersten Zylinderbohrung 7a in Verbindung stehende erste Auslassöffnung 9a und die mit der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung stehende zweite Auslassöffnung 9b verbindet, und zwar in der in der Motorlängsrichtung vorderen Endfläche des Zylinderkopfs 2 (d. h., der Endfläche an der anderen Seite des Zylinderkopfs 2 in der Richtung, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt).
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Wie in 2, 3 oder 4 gezeigt, ist der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 des AGR-Durchgangs 17 im Wesentlichen geradlinig zwischen einem Auslasskrümmerende und einen Ansaugkrümmerende des Zylinderkopfs 2 gebildet. An dem Auslasskrümmerende des Zylinderkopfs 2 ist der in der Motorlängsrichtung vordere Endabschnitt des gebohrten Durchgangsabschnitts 19 mit dem in der Motorquerrichtung mittleren Teil des Kanalabschnitts 18 dort verbunden, wo die Länge des Kanalabschnitts 18 in gleiche Hälften geteilt wird. An dem Ansaugkrümmerende des Zylinderkopfs 2 ist der in der Motorlängsrichtung hintere Endteil des gebohrten Durchgangsabschnitts 19 einmal in der vertikalen Richtung des Motors nach unten gebogen und zusätzlich in einem rechten Winkel gebogen, so dass er sich in einer Endfläche an dem Ansaugkrümmerende des Zylinderkopfs 2 (d. h., in der Endfläche an der einen Seite des Zylinderkopfs 2 in der Richtung, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt) öffnet.
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Der AGR-Durchgang 17 weist ein Abgasrückführungsventil (hier manchmal einfach als AGR-Ventil bezeichnet) 20 auf, das stromabwärts von dem in der Längsrichtung hinteren Endteil des gebohrten Durchgangsabschnitts 19 (insbesondere von einer Öffnung in der Endfläche an der einen Seite des Zylinderkopfs 2 in der Richtung, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt) eingebaut ist. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 3, und 6 ist eine Ansicht entlang des Pfeils E in 3. Das AGR-Ventil 20 ist dazu betriebsfähig, den AGR-Durchgang 17 zu öffnen oder zu schließen und die Abgasströme darin zu steuern.
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AGR-Vorrichtungen gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen sind jeweils zur Rückführung von Abgasen durch einen AGR-Durchgang 17 eingerichtet, um zum Beispiel bei einer hohen Motorlast ein Klopfen zu verhindern bzw. eine stabilisierte Verbrennung bei einer geringen Motorlast, eine verbesserte Verbrennungseffizienz und einen verringerten NOx-Gehalt des Abgases zu bewirken. Bei Verwendung in Fahrzeugmotoren, die mit einem Wassermantel zum Kühlen der heißen Verbrennungskammern 6 und 6 und der Auslassöffnungen 9 und 9 versehen sind, benutzen diese AGR-Vorrichtungen, die einen in einem Zylinderkopf 2 gebildeten AGR-Durchgang 17 umfassen, den Wassermantel, um Abgase, die zur Rückführung durch den AGR-Durchgang 17 geleitet werden, zu kühlen. Der Wassermantel weist eine Kühlwirkung auf rückgeführte Abgase auf, die davon abhängt, wie sich die Wärme von dem AGR-Durchgang 17 zu dem Wassermantel ausbreitet, und daher weisen die rückgeführten Abgase Temperaturen auf, die von Konfigurationen des AGR-Durchgangs 17, des Zylinderkopfs 2 usw. abhängen. Es wird bemerkt, dass das AGR-Ventil 20 dazu eingerichtet ist, eine Abgasrückführungssteuerung auf Basis der Temperaturen der rückgeführten Abgase vorzunehmen.
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Wie in 3 gezeigt, ist das AGR-Ventil 20 an einem Ende (insbesondere an einem stromaufwärts befindlichen Ende an der in der Motorlängsrichtung vorderen Seite) an ein stromabwärts befindliches Ende des gebohrten Durchgangsabschnitts 19 des AGR-Durchgangs 17 angeschlossen. Wie in 5 oder 6 gezeigt, umfasst das AGR-Ventil 20 ein Paar von anderen Enden, welche stromabwärts befindliche Enden an seiner in der vertikalen Richtung des Motors oberen Seite sind, als eine Kombination aus einem ersten Verteildurchgang 21 und einem zweiten Verteildurchgang 22. Der erste Verteildurchgang 21 ist verbunden mit dem Ansaugkrümmerabschnitt 13, der eine in 5 rechts (d. h., in der Motorquerrichtung links) befindliche Vormischkammer an der rechten Seite in 5 definiert, und der zweite Verteildurchgang 22 ist verbunden mit dem Ansaugkrümmerabschnitt 13, der eine in 5 links (d. h., in der Motorquerrichtung rechts) befindliche Vormischkammer definiert. Die in 5 rechts befindliche Vormischkammer des Ansaugkrümmerabschnitts 13 steht durch die erste Ansaugöffnung 8a mit der ersten Zylinderbohrung 7a in Verbindung, und die in 5 links befindliche Vormischkammer des Ansaugkrümmerabschnitts 13 steht durch die zweite Ansaugöffnung 8b mit der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung. Daher steht das Innere des ersten Verteildurchgangs 21 mit der ersten Zylinderbohrung 7a in Verbindung, und steht das Innere des zweiten Verteildurchgangs 22 mit der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung.
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7 ist ein Satz von Zeitablaufdiagrammen, der Abfolgen von Takten in dem in 1 gezeigten Zweizylindermotor zeigt, wobei sich ”1.” und ”2.” auf die erste Zylinderbohrung 7a bzw. die zweite Zylinderbohrung 7b beziehen. In Viertaktmotoren wird jeder Zylinder einmal pro zwei Umdrehungen einer Kurbelwelle 5 gezündet. In typischen Motoren mit zwei oder mehr Zylindern weichen die Zündzeitpunkte der Zylinder voneinander ab, um Motorschwingungen zu unterdrücken. Zweizylindermotoren wiederholen mit jeder Rotation von 360 Grad im Winkel der Kurbelwelle (nachstehend manchmal als Kurbelwinkel bezeichnet) einen Expansionstakt einschließlich einer Zündung. Bei dem in 1 gezeigten Zweizylindermotor weisen die erste Zylinderbohrung 7a und die zweite Zylinderbohrung 7b entsprechende Takte auf, die um einen Kurbelwinkel von 360 Grad voneinander abweichen.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, entsprechen der erste Verteildurchgang 21 und der zweite Verteildurchgang 22 einander hinsichtlich der Querschnittsfläche und der Durchgangslänge zwischen dem AGR-Ventil 20 und einem zugehörigen Ansaugkrümmerabschnitt 13. Wenn das AGR-Ventil 20 offen ist, erhalten die erste Zylinderbohrung 7a und die zweite Zylinderbohrung 7b daher von dem gebohrten Durchgangsabschnitt 19 des AGR-Durchgangs 17 zueinander identische oder im Wesentlichen identische Mengen an dorthin rückgeführten Abgasen. Der Kanalabschnitt 18 besteht aus einem in der Motorquerrichtung linken geraden Kanalteil (hier als erster Kanalteil bezeichnet), der sich zwischen dem gebohrten Durchgangsabschnitt 19 und der ersten Auslassöffnung 9a, die mit der ersten Zylinderbohrung 7a in Verbindung steht, erstreckt, und einem in der Motorquerrichtung rechten Kanalteil (hier als zweiter Kanalteil bezeichnet), der sich zwischen dem gebohrten Durchgangsabschnitt 19 und der zweiten Auslassöffnung 9b, die mit der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung steht, erstreckt. Der erste Kanalteil und der zweite Kanalteil entsprechen einander hinsichtlich der Länge und der Querschnittfläche.
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8 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts des in 1 gezeigten Motors, die Abgasströme veranschaulicht, welche durch den Kanalabschnitt 18 des AGR-Durchgangs 17 verlaufen, wenn sich die erste Zylinderbohrung 7a in einem Ausstoßtakt befindet und sich die zweite Zylinderbohrung 7b in einem Verdichtungstakt befindet. 9 ist eine Schnittansicht des wesentlichen Abschnitts, die Abgasströme veranschaulicht, welche durch den Kanalabschnitt 18 des AGR-Durchgangs 17 verlaufen, wenn sich die erste Zylinderbohrung 7a in einem Verdichtungstakt befindet und sich die zweite Zylinderbohrung 7b in einem Ausstoßtakt befindet. In dem Ausstoßtakt an der ersten Zylinderbohrung 7a kommt es, wie in 8 gezeigt, zu „einem Abgasstrom, der in der ersten Zylinderbohrung 7a erzeugt wird und durch die erste Auslassöffnung 9a und den ersten Kanalteil des Kanalabschnitts 18 zu dem stromaufwärts befindlichen Ende des gebohrten Durchgangsabschnitts 19 geführt wird” (hier als erster Abgasstrom bezeichnet). In dem Ausstoßtakt an der zweiten Zylinderbohrung 7b kommt es, wie in 9 gezeigt, zu „einem Abgasstrom, der in der zweiten Zylinderbohrung 7b erzeugt wird und durch die zweite Auslassöffnung 9b und den zweiten Kanalteil des Kanalabschnitts 18 zu dem stromaufwärts befindlichen Ende des gebohrten Durchgangsabschnitts 19 geführt wird” (hier als zweiter Abgasstrom bezeichnet). In dieser Hinsicht weicht der Ausstoßtakt an der ersten Zylinderbohrung 7a wie beschrieben um 360 Grad von dem Ausstoßtakt an der zweiten Zylinderbohrung 7b ab. Doch in dem AGR-Durchgang 17, in dem der erste Kanalteil und der zweite Kanalteil des Kanalabschnitts 18 einander hinsichtlich der Länge und der Querschnittfläche entsprechen, werden der erste Abgasstrom und der zweite Abgasstrom einander hinsichtlich der Fließmenge angeglichen oder im Wesentlichen angeglichen.
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Zusammen mit der Rückführung des Abgases von den beiden Zylinderbohrungen 7 (= 7a) und 7 (= 7b), deren Ausstoßtakte voneinander um 360 Grad abweichen, ist zudem dann, wenn eine Zylinderbohrung 7 (= 7a oder 7b) in einem Ausstoßtakt ist, die andere Zylinderbohrung 7 (= 7b oder 7a) in einem Verdichtungstakt, wodurch die Gefahr, dass die beiden Zylinderbohrungen 7 (= 7a) und 7 (= 7b) einander störende überlappende Ausstoßtakte aufweisen, ausgeschlossen wird. Daher sind in den Auslassöffnungen 9 (= 9a) und 9 (= 9b) trotz der Bereitstellung des Kanalabschnitts 18, der die beiden mit den Zylinderbohrungen 7 (= 7a) bzw. 7 (= 7b) in Verbindung stehenden Auslassöffnungen 9 (= 9a) bzw. 9 (= 9b) verbindet, nicht gleichzeitig Abgasströme vorhanden, die von dort in den Kanalabschnitt 18 gelangen und einander stören. Mit anderen Worten wird in dem gebohrten Durchgangsabschnitt 19 normalerweise ein Abgasstrom von einer Auslassöffnung 9 (= 9a oder 9b) zur Rückführung zur Einlassseite des Motors geleitet. Entsprechend werden die Zündzustände an den beiden Zylinderbohrungen 7 (= 7a) und 7 (= 7b) stabilisiert oder im Wesentlichen stabilisiert und werden Schwankungen der Verbrennung zwischen den Zylinderbohrungen 7 (= 7a) und 7 (= 7b) verringert.
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In AGR-Vorrichtungen gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen wird der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 des AGR-Durchgangs 17, der an sich geradlinig ausgeführt ist, wie in 2 gezeigt in vorgegebenen geometrischen Formen um zwei zugehörige Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnungen 23 und 23 (die jeweils zum Einsetzen einer Zylinderkopfschraube gebildet sind) verformt, erstens ringförmig, wobei eine Verzweigung in zwei Teildurchgänge und eine Zusammenführung erfolgt, um eine Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 zu umschließen, und dann, um die andere Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 halbkreisförmig zu umgehen. Mit anderen Worten ist der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 lokal um eine in der Motorlängsrichtung hintere (d. h., in 2 obere) Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 in der Motorquerrichtung (d. h., in der Zylinderreihenrichtung des Motors) gebogen, um die zugehörige Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 zu umgehen. Ferner ist der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 lokal um eine in der Motorlängsrichtung vordere (d. h., in 2 untere) Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 in zwei Teildurchgänge verzweigt.
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Der lokal in zwei Teildurchgänge verzweigte gebohrte Durchgangsabschnitt 19 ermöglicht unter Sicherstellung eines insgesamt äquivalenten Abgasstroms zu dem verzweigte gebohrten Durchgangsabschnitt 19, dass die Teildurchgänge als Verzweigungen eine verringerte Querschnittfläche aufweisen. Daher kann der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 lokal in zwei Teildurchgänge verzweigt werden, um die Teildurchgänge, die als Paar mit dazwischen liegenden Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 ausgebildet sind, durch enge Bereiche zwischen der Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 und Auslassöffnungen 9 und 9 oder Ansaugöffnungen 8 und 8 hindurch bereitzustellen. In dieser Hinsicht zeigt 2 eine Konfiguration des Motors, die zwischen der in der Motorlängsrichtung hinteren Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 und den konvergierten vorderen Enden der paarweise ausgeführten Ansaugöffnungen 8 und 8 ein Paar von Kanalbereichen (d. h., die an beiden Seiten dieser Schrauben-Anbringungsöffnung 23 gelegenen Bereiche) aufweist, welche jeweils breit genug sind, um einen einzelnen Teil des gebohrten Durchgangsabschnitts 19, der halbkreisförmig gebogen ist, ohne Veränderung des Innendurchmessers hindurchzuführen.
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Im Gegensatz dazu umfasst die in 2 gezeigte Konfiguration des Motors zwischen der in der Motorlängsrichtung vorderen Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 und den divergierten hinteren Enden der paarweise ausgeführten Ausstoßöffnungen 9 und 9 ein Paar von Kanalbereichen (d. h., die an beiden Seiten dieser Schrauben-Anbringungsöffnung 23 gelegenen Bereiche), welche jeweils zu schmal sind, um einen einzelnen Teil des gebohrten Durchgangsabschnitts 19, der gebogen ist, ohne Veränderung des Innendurchmessers hindurchzuführen. Der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 kann jedoch lokal in zwei Teildurchgänge verzweigt werden, die durch die engen Bereiche hindurch bereitgestellt werden.
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Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich um eine Abgasrückführungsvorrichtung für Fahrzeugmotoren, umfassend einen Zylinderblock 1, einen Zylinderkopf 2, eine erste und eine zweite Ansaugöffnung 8a (= 8) und 8b (= 8), eine erste und eine zweite Auslassöffnung 9a (= 9) und 9b (= 9), einen Ansaugkrümmer, umfassend einen Ansaugflansch 14 und Ansaugkrümmerabschnitte (stromabwärts befindliche Endabschnitte) 13 und 13, und einen Auslasskrümmer, umfassend einen Auslassflansch 16 und Auslasskrümmerabschnitte (stromaufwärts befindliche Abschnitte) 15 und 15. Der Zylinderblock 1 weist eine erste Zylinderbohrung 7a (= 7) und eine zweite Zylinderbohrung 7b (= 7) auf, die in einer Zylinderreihenrichtung angeordnet sind. Der Zylinderkopf 2 ist an einer in der vertikalen Richtung des Motors oberen Seite des Zylinderblocks 1 fixiert. Die erste und die zweite Ansaugöffnung 8a und 8b sind in einem Endabschnitt an einer Seite des Zylinderkopfs 2 in Bezug auf eine Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt, gebildet und stehen mit der ersten Zylinderbohrung 7a bzw. der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung. Die erste und die zweite Auslassöffnung 9a und 9b sind in einem Endabschnitt an der anderen Seite des Zylinderkopfs 2 in Bezug auf die Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt, gebildet und stehen mit der ersten Zylinderbohrung 7a bzw. der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung. Der Ansaugflansch 14 ist an einer Endfläche an der einen Seite des Zylinderkopfs 2 fixiert und die Ansaugkrümmerabschnitte 13 und 13 stehen mit der ersten und der zweiten Ansaugöffnung 8a und 8b in Verbindung. Der Auslassflansch 16 ist an einer Endfläche an der anderen Seite des Zylinderkopfs 2 fixiert und die Auslasskrümmerabschnitte 15 und 15 stehen mit der ersten und der zweiten Auslassöffnung 9a und 9b in Verbindung. Die Abgasrückführungsvorrichtung für Fahrzeugmotoren umfasst ferner einen Abgasrückführungsdurchgang 17, ein Abgasrückführungsventil 20, einen ersten Verteildurchgang 21 und einen zweiten Verteildurchgang 22. Der Abgasrückführungsdurchgang 17 umfasst einen Kanalabschnitt 18, der in der Endfläche an der anderen Seite des Zylinderkopfs 2 gebildet ist und mit der ersten und der zweiten Auslassöffnung 9a und 9b in Verbindung steht, einen gebohrten Durchgangsabschnitt 19, der in einem Bereich zwischen der ersten Zylinderbohrung 7a und der zweiten Zylinderbohrung 7b in dem Zylinderkopf 2 gebildet ist und sich in die Richtung, die die Zylinderreihenrichtung kreuzt, erstreckt und mit dem Kanalabschnitt 18 in Verbindung steht, und eine Öffnung, die an dem Endabschnitt an der einen Seite des Zylinderkopfs 2 bereitgestellt ist. Das Abgasrückführungsventil 20 ist an die Öffnung des Abgasrückführungsdurchgangs 17 angeschlossen. Der erste Verteildurchgang 21 ist an das Abgasrückführungsventil 20 angeschlossen und steht mit der ersten Ansaugöffnung 8a in Verbindung. Der zweite Verteildurchgang 22 ist an das Abgasrückführungsventil 20 angeschlossen und steht mit der zweiten Ansaugöffnung 8b in Verbindung. Der zweite Verteildurchgang 22 weist die gleiche Durchgangslänge wie der erste Verteildurchgangs 21 auf.
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Mit anderen Worten wird gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen eine AGR-Vorrichtung für einen Fahrzeug-Zweizylindermotor mit einer ersten Zylinderbohrung 7a und einer zweiten Zylinderbohrung 7b verwendet, wobei die AGR-Vorrichtung als ihren AGR-Durchgang 17 umfasst: eine Kombination aus einem Kanalabschnitt 18, der in einer Endfläche eines Zylinderkopfs 2, woran ein Auslassflansch 16 fixiert ist, gebildet ist, und einem gebohrten Durchgangsabschnitt 19, der in dem Zylinderkopf 2 gebildet ist. Der Kanalabschnitt 18 öffnet sich an seinem einen Ende zu einer ersten Auslassöffnung 9a, die mit der ersten Zylinderbohrung 7a in Verbindung steht, und an seinem anderen Ende zu einer zweiten Auslassöffnung 9b, die mit der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung steht. Der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 ist in dem Zylinderkopf 2 in einer Richtung, die eine Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt, zwischen der ersten Zylinderbohrung 7a und der zweiten Zylinderbohrung 7b gebildet und steht an seinem in der Motorlängsrichtung vorderen Ende mit dem Kanalabschnitt 18 in Verbindung. Das in der Motorlängsrichtung hintere Ende des AGR-Durchgangs 17 öffnet sich an einer Endfläche eines Endabschnitts an einer Seite des Zylinderkopfs 2 in Bezug auf die Richtung, die die Zylinderreihenrichtung des Motors kreuzt. Dieses offene Ende des AGR-Durchgangs 17 ist an ein Einlassende eines AGR-Ventils 20 angeschlossen. Ein Auslassende des AGR-Ventils 20 ist an ein Ende eines ersten Verteildurchgangs 21 angeschlossen, dessen anderes Ende sich zu einer ersten Ansaugöffnung 8a öffnet, die mit der ersten Zylinderbohrung 7a in Verbindung steht. Ferner ist das Auslassende des AGR-Ventils 20 an ein Ende eines zweiten Verteildurchgangs 22 angeschlossen, dessen anderes Ende sich zu einer zweiten Ansaugöffnung 8b öffnet, die mit der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung steht. Der zweite Verteildurchgang 22 weist die gleiche Durchgangslänge wie der erste Verteildurchgang 21 auf.
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Entsprechend werden Abgasströme gleichmäßig von der ersten Zylinderbohrung 7a und der zweiten Zylinderbohrung 7b in dem Abgasrückführungsdurchgang 17 aufgenommen und gleichmäßig zu der ersten Zylinderbohrung 7a und der zweiten Zylinderbohrung 7b verteilt und rückgeführt, was eine verringerte Schwankung der Verbrennung zwischen den Zylinderbohrungen 7a und 7b zur Folge hat. Der Abgasrückführungsdurchgang 17 kann einen minimierten Pfad zwischen der Ausstoßseite und der Ansaugseite einnehmen, was ein verbessertes Ansprechen der Abgasrückführung auf eine Öffnungs/Schließsteuerung des Abgasrückführungsventils 20 ermöglicht.
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Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen ist der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 lokal in zwei Teildurchgänge um eine dazwischen befindliche Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 verzweigt. Mit anderen Worten ist der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 des AGR-Durchgangs 17 auf eine solche Weise um eine Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23, die zum Einsetzen einer Zylinderkopfschraube eingerichtet ist, in zwei Teildurchgänge verzweigt, dass sich die Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 dazwischen befindet.
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Entsprechend weist jeder Teilabschnitt eine kleinere Querschnittsfläche als der gebohrte Durchgangsabschnitt 19, der verzweigt wird, auf, was eine Bereitstellung auch durch einen engen Bereich um die Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 gestattet. Es wird bemerkt, dass die beiden Teildurchgänge dazu eingerichtet sind, in Bezug auf den gebohrten Durchgangsabschnitt 19, der verzweigt wird, einen äquivalenten Abgasgesamtstrom zu leiten. Und zwar kann der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 des AGR-Durchgangs 17 unter Sicherstellung eines insgesamt äquivalenten Abgasstroms an den verzweigten Durchgangsabschnittsteilen verkleinerte Querschnittsflächen aufweisen, was eine Bereitstellung der verzweigten Teile des gebohrten Durchgangsabschnitts 19 durch enge Bereiche gestattet. Daher kann der AGR-Durchgang 17 auch durch enge Bereiche zwischen der Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 und den Auslassöffnungen 9 und 9 oder den Einlassöffnungen 8 und 8 hindurch bereitgestellt werden. Ferner können die Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 und jene Teile des gebohrten Durchgangsabschnitts 19, die sich stromaufwärts und stromabwärts von den Teildurchgängen erstrecken, auf einer geraden Linie, z. B. in einer Draufsicht (z. B. 2) auf einer Mittelsenkrechten zwischen der ersten Zylinderbohrung 7a und der zweiten Zylinderbohrung 7b, angeordnet werden, wodurch eine verringerte Schwankung der Verbrennung zwischen den Zylinderbohrungen 7a und 7b ermöglicht wird.
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Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen ist der gebohrte Durchgangsabschnitt 19 lokal um eine Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung 23 gebogen. Entsprechend können die Zylinderkopf-Anbringungsöffnung 23 und jene Teile des gebohrten Durchgangsabschnitts 19, die sich stromaufwärts und stromabwärts von seinem lokal gebogenen Teil erstrecken, auf einer geraden Linie, z. B. in einer Draufsicht (z. B. 2) auf einer Mittelsenkrechten zwischen der ersten Zylinderbohrung 7a und der zweiten Zylinderbohrung 7b, angeordnet werden, wodurch eine verringerte Schwankung der Verbrennung zwischen den Zylinderbohrungen 7a und 7b ermöglicht wird.
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Unter Bezugnahme auf 10 erfolgt nun eine Beschreibung einer AGR-Vorrichtung für Fahrzeugmotoren gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung. Es wird bemerkt, dass im Hinblick auf die erste Ausführungsform gleiche Elemente in der zweiten Ausführungsform durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden. 10 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts eines Fahrzeugmotors, der mit der AGR-Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform versehen ist, die Abgasströme veranschaulicht, wenn sich eine erste Zylinderbohrung 7a in einem Ausstoßtakt befindet und sich eine zweite Zylinderbohrung 7b in einem Verdichtungstakt befindet.
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Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen ist an einer Verbindung (oder einem Schnittpunkt) zwischen einem Kanalabschnitt 18 und einem gebohrten Durchgangsabschnitt 19 eines AGR-Durchgangs 17 eine plane Trennwand 24 bereitgestellt. Die plane Trennwand 24 steht entlang einer Mittelachse des gebohrten Durchgangsabschnitts 19, die den Kanalabschnitt 18 schneidet, auf eine solche Weise von dem Inneren des Kanalabschnitts 18 in den gebohrten Durchgangsabschnitt 19 vor, dass sie das Innere des Kanalabschnitts 18 auf die einzelnen Zylinderbohrungen 7 aufteilt. Die Trennwand 24 dient dazu, Abgase von dem Inneren des Kanalabschnitts 18 in den gebohrten Durchgangsabschnitt 19 des AGR-Durchgangs 17 zu führen, während verhindert wird, dass Abgase entlang des Kanalabschnitts 18 zwischen einer ersten Auslassöffnung 9a, die mit der ersten Zylinderbohrung 7a in Verbindung steht, und einer zweiten Auslassöffnung 9b, die mit der zweiten Zylinderbohrung 7b in Verbindung steht, laufen. Dadurch können die Abgase wie erforderlich in den gebohrten Durchgangsabschnitt 19 eingebracht und darin gesammelt werden, was eine verbesserte AGR-Leistung gestattet.
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Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen ist an einem Verbindungsteil zwischen dem Kanalabschnitt 18 und dem gebohrten Durchgangsabschnitt 19 eine Trennwand 24 bereitgestellt, um Abgase von dem Kanalabschnitt 18 zu dem gebohrten Durchgangsabschnitt 19 zu leiten. Entsprechend kann die Trennwand 24 dazu dienen, einen ersten Strom des Abgases, der in der ersten Zylinderbohrung 7a erzeugt wird und durch die erste Auslassöffnung 9a und den Kanalabschnitt 18 geleitet wird, zu einem stromaufwärts befindlichen Ende des gebohrten Durchgangsabschnitts 19 zu führen und einen zweiten Strom des Abgases, der in der zweiten Zylinderbohrung 7b erzeugt wird und durch die zweite Auslassöffnung 9b und den Kanalabschnitt 18 geleitet wird, zu dem stromaufwärts befindlichen Ende des gebohrten Durchgangsabschnitts 19 zu führen, so dass diese wirksam in den gebohrten Durchgangsabschnitt 19 eingebracht und darin gesammelt werden, was eine verbesserte Leistung bei der Abgasrückführung ermöglicht. Ferner kann die Trennwand 24 wirksam verhindern, dass der erste Abgasstrom und der zweite Abgasstrom in dem Kanalabschnitt 18 vermischt werden.
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Obwohl Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben wurden, sollten diese als erläuternd und nicht als beschränkend angesehen werden. Ein Fachmann kann leicht alternative oder äquivalente Ausführungsformen oder Abwandlungen erkennen. Der Umfang dieser Erfindung soll durch die beigefügten Ansprüche definiert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderblock
- 2
- Zylinderkopf
- 3
- Zylinderkopfdeckel
- 4
- Ölwanne
- 5
- Kurbelwelle
- 6
- Verbrennungskammer
- 7
- Zylinderbohrung
- 8
- Ansaugöffnung
- 9
- Auslassöffnung
- 10
- Kolben
- 11
- Pleuelstange
- 12
- Zündkerzenanbringungsöffnung
- 13
- Ansaugkrümmerabschnitt
- 14
- Ansaugflansch
- 15
- Auslasskrümmerabschnitt
- 16
- Auslassfflansch
- 17
- AGR-Durchgang
- 18
- Kanalabschnitt
- 19
- gebohrter Durchgangsabschnitt
- 20
- AGR-Ventil
- 21
- erster Verteildurchgang
- 22
- zweiter Verteildurchgang
- 23
- Zylinderkopfschrauben-Anbringungsöffnung
- 24
- Trennwand
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Literaturhinweise
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- Patentdokument: JP 3579643 B (in [0002] und [0003] genannt)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 3579643 B [0002, 0003]
