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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft ein System zur „Abgasrückführung (hier manchmal als EGR bezeichnet)“ für Kraftfahrzeugmotoren, und insbesondere ein Abgasrückführungssystem, das für Kraftfahrzeugmotoren, die einen mit einem Abgaskühler versehenen Abgasrückführungsfließweg umfassen, günstig ist.
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Stand der Technik
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Es gibt Abgasrückführungssysteme, die als EGR-Systeme für Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt werden, um Abgase, die in Durchgängen in einem Abgassystem strömen, zu einem Ansaugsystem zurückzuführen, d.h., zurückfließen lassen oder zurückleiten, um das Klopfen zu verhindern, das Aufwärmen zu fördern, usw. Zum Beispiel umfassen einige davon einen Abgasrückführungsfließweg, der bereitgestellt ist, um ein Abgasrohr und einen Ansaugkrümmer miteinander zu verbinden, und einen Abgaskühler, der im Verlauf des Abgasrückführungsfließwegs bereitgestellt ist, um die darin strömenden Abgase zu kühlen.
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In
JP 2004-92443 A ist ein Abgasrückführungssystem für Kraftfahrzeugmotoren offenbart, das einen mit einem Abgaskühler versehenen Abgasrückführungsfließweg umfasst. Bei diesem Abgasrückführungssystem für Kraftfahrzeugmotoren ist der Abgaskühler über einen dazwischen verwendeten Adapter direkt an einer Seitenfläche eines Zylinderkopfs angebracht. Ferner ist eine Verbindung zwischen dem Abgaskühler und einer davon stromabwärts befindlichen Leitung an einem Ende in der Fahrzeugquerrichtung des Zylinderkopfs angeordnet, das weit von einem Abgaskrümmer beabstandet ist.
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Die Druckschrift WO 2012/ 056 885 A1 offenbart ein Abgasrückführungssystem für ein Fahrzeugmotor, in dem Abgas aus einem Zylinderkopf einer Abgasreinigungsvorrichtung zugeführt wird. Das Abgasrückführungssystem umfasst ferner einen Abgasrückführungsfließweg, um Abgas aus der Abgasreinigungsvorrichtung unter Zwischenschaltung eines Abgaskühlers einem Ansaugsystem des Kraftfahrzeugmotors zuzuführen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Bei dem in
JP 2004-92443 A offenbarten Abgasrückführungssystem für Kraftfahrzeugmotoren ist der Abgaskühler einfach direkt an der Seitenfläche des Zylinderkopfs fixiert. Daher könnte der Abgaskühler bei Fahrzeugen, die in einem kalten Gebiet fahren, einem direkten Kontakt mit der Außenluft, die eine niedrige Temperatur aufweist und dazu neigt, Schnee oder dergleichen zu enthalten, ausgesetzt sein, wodurch der Abgaskühler gekühlt wird, was die Gefahr mit sich bringt, dass kondensiertes Wasser in seinem Inneren gefriert. Überdies könnte der Abgaskühler bei Fahrzeugen, die in einem kalten Gebiet abgestellt werden, während sich der Motor im angehaltenen Zustand befindet, Strömen von Außenluft mit einer niedrigen Temperatur, die in seiner Umgebung um ihn herum fließen, ausgesetzt sein, wodurch nur schwer ausreichend Wärme von dem Abgaskrümmer zu dem Abgaskühler übertragen wird und die Gefahr besteht, dass kondensiertes Wasser in dem Abgaskühler oder in damit verbundenen Durchgängen gefriert.
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Und da die oben erwähnte Verbindung zwischen dem Abgaskühler und der stromabwärts befindlichen Leitung an einem Ende des Zylinderkopfs in der Fahrzeugquerrichtung, das weit von dem Abgaskrümmer beabstandet ist, angeordnet ist, könnte Außenluft mit einer niedrigen Temperatur die Verbindung zwischen dem Abgaskrümmer und der stromabwärts befindlichen Leitung direkt kontaktieren. Daher besteht auch an der Verbindung die Gefahr, dass kondensiertes Wasser darin gefriert, wenn das Fahrzeug in einem kalten Gebiet fährt, wie auch die Gefahr, dass kondensiertes Wasser darin bei einer niedrigen Temperatur der Außenluft gefriert, wenn das Fahrzeug in einem kalten Gebiet angehalten ist.
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Diese Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme erdacht. Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Abgasrückführungssystem für Kraftfahrzeugmotoren bereitzustellen, das so angepasst ist, dass kondensiertes Wasser im Inneren selbst unter kalten Wetterbedingungen nur schwer gefriert.
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Nach einem ersten Gesichtspunkt dieser Erfindung wird ein Abgasrückführungssystem für Kraftfahrzeugmotoren, umfassend einen Ansaugkrümmer, der an einem in der Fahrzeuglängsrichtung hinteren Abschnitt eines Zylinderkopfs eines Motors in einem Fahrzeug befestigt ist, wobei der Ansaugkrümmer einen Satz von Ansaugzweigrohren aufweist, die jeweils mit Ansaugöffnungen des Motors verbunden sind; einen Abgaskrümmer, der an einem in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Abschnitt des Zylinderkopfs befestigt ist, wobei der Abgaskrümmer einen Satz von Abgaszweigrohren aufweist, die jeweils mit Auslassöffnungen des Motors verbunden sind; und ein Abgasrohr, das mit dem Abgaskrümmer verbunden ist, wobei das Abgasrohr einen Satz von Katalysatorelementen aufweist, bereitgestellt.
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Dieses Abgasrückführungssystem für Kraftfahrzeugmotoren umfasst einen waagerechten Krümmerabschnitt, der sich als Teil eines Krümmerabschnitts des Abgaskrümmers, welcher den Satz von Abgaszweigrohren umfasst, in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne erstreckt; einen senkrechten Krümmerabschnitt, der sich als Teil des Krümmerabschnitts des Abgaskrümmers von einem in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Ende des waagerechten Krümmerabschnitts in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs nach unten erstreckt; einen Abgasrückführungsfließweg, der zwischen dem Abgasrohr und dem Ansaugkrümmer durch ein Inneres des Zylinderkopfs hindurch bereitgestellt ist, um Abgase von dem Inneren des Abgasrohrs teilweise zu dem Ansaugkrümmer zurückzuführen; und einen Abgaskühler, der in dem Abgasrückführungsfließweg in einem Raumbereich, welcher durch eine Kombination aus dem Abgaskrümmer und einem Körper des Motors definiert ist, bereitgestellt ist und an seiner in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs oberen Seite durch den waagerechten Krümmerabschnitt und an seiner in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Seite durch den senkrechten Krümmerabschnitt abgedeckt ist, um Abgase in dem Abgasrückführungsfließweg zu kühlen.
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Der Abgasrückführungsfließweg umfasst eine stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung aus Metall, die zwischen dem Abgasrohr und dem Abgaskühler bereitgestellt ist; eine stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung aus Metall, die zwischen dem Abgaskühler und dem Zylinderkopf bereitgestellt ist; einen Abgaseinlassabschnitt, um die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung und den Abgaskühler miteinander zu verbinden; und einen Abgasauslassabschnitt, um den Abgaskühler und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung miteinander zu verbinden.
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Der Abgaseinlassabschnitt und der Abgasauslassabschnitt sind in einer identischen Höhenebene wie ein Abgassammler des Abgaskrümmers zum Sammeln von Abgasen von den Abgaszweigrohren angeordnet. Der Abgaseinlassabschnitt ist in einer Vorderansicht des Fahrzeugs gesehen an einer von zwei Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers angeordnet. Der Abgasauslassabschnitt ist in der Vorderansicht des Fahrzeugs gesehen an der anderen der beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers angeordnet.
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Der Abgaseinlassabschnitt erstreckt sich in einem ersten Raumbereich, der sich an der einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unter dem Satz von Abgaszweigrohren befindet. Der Abgasauslassabschnitt erstreckt sich in einem zweiten Raumbereich, der sich an der anderen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unter dem Satz von Abgaszweigrohren befindet.
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Nach einem zweiten Gesichtspunkt dieser Erfindung ist der Satz von Katalysatorelementen direkt unter dem Abgassammler angeordnet.
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Nach einem dritten Gesichtspunkt dieser Erfindung umfasst der Abgasrückführungsfließweg an der anderen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgaskrümmers einen Zylinderkopfendekopplungsabschnitt, der zur Verbindung zwischen der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung und dem Zylinderkopf bereitgestellt ist und so angeordnet ist, dass er sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs höher als der Abgasauslassabschnitt befindet, wobei sich die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung von dem Abgasauslassabschnitt entlang des Satzes von Abgaszweigrohren zu dem Zylinderkopfendekopplungsabschnitt erstreckt und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung dem Satz von Abgaszweigrohren in einem Bereich, der als stromabwärts befindlicher Balgabschnitt balgförmig ausgeführt ist, am nächsten kommt.
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Nach einem vierten Gesichtspunkt dieser Erfindung umfasst der Abgasrückführungsfließweg einen Abgasrohrendekopplungsabschnitt, der zur Verbindung zwischen dem Abgasrohr und der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung bereitgestellt ist und abgasstromabwärts von dem Satz von Katalysatorelementen für das Abgasrohr angeordnet ist, wobei sich die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung an der oben genannten einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgasrohrs erstreckt und ein Abschnitt der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung so angeordnet ist, dass er sich näher als der Abgasrohrendekopplungsabschnitt an dem Abgaseinlassabschnitt befindet, und als stromaufwärts befindlicher Balgabschnitt balgförmig ausgeführt ist.
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Nach einem fünften Gesichtspunkt dieser Erfindung weist wenigstens eines aus dem Abgassammler und dem Satz von Abgaszweigrohren in der Nachbarschaft des ersten Raumbereichs eine Vertiefung auf, die in der Vorderansicht des Fahrzeugs gesehen zu einer Kanalseite des Satzes von Abgaszweigrohren hin vertieft ist, und ist der Abgaseinlassabschnitt in der Vertiefung angeordnet.
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Nach einem sechsten Gesichtspunkt dieser Erfindung ist der Abgaskühler an einer Position, die in der Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Satz von Abgaszweigrohren liegt, und an einer Position, die in der Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Satz von Katalysatorelementen liegt, an dem Zylinderblock befestigt.
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Nach dem ersten Gesichtspunkt weist ein Abgaskrümmer einen Krümmerabschnitt auf, der einen in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne verlaufenden waagerechten Krümmerabschnitt und einen senkrechten Krümmerabschnitt, der an einem in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Ende des waagerechten Krümmerabschnitts so gebogen ist, dass er sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs nach unten erstreckt, umfasst. Ferner ist zwischen dem Abgasrohr und dem Ansaugkrümmer ein Abgasrückführungsfließweg bereitgestellt, um Teile von Abgasen in dem Abgasrohr durch ein Inneres eines Zylinderkopfs zu dem Ansaugkrümmer zurückzuführen. Ein Abgaskühler, der an dem Abgasrückführungsfließweg eingerichtet ist, um Abgase in dem Abgasrückführungsfließweg zu kühlen, ist in einem Raumbereich, der durch eine Kombination aus dem Abgaskrümmer und einem Körper des Motors definiert ist, angeordnet und an seiner in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs oberen Seite durch den waagerechten Krümmerabschnitt und an seiner in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Seite durch den senkrechten Krümmerabschnitt abgedeckt.
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Überdies umfasst der Abgasrückführungsfließweg eine stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung aus Metall, die zur Verbindung zwischen dem Abgasrohr und dem Abgaskühler bereitgestellt ist, in Kombination mit einer stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung aus Metall, die zur Verbindung zwischen dem Abgaskühler und dem Zylinderkopf bereitgestellt ist. Und zudem ist eine Kombination aus einem Abgaseinlassabschnitt, um die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung und den Abgaskühler miteinander zu verbinden, und einem Abgasauslassabschnitt, um den Abgaskühler und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung miteinander zu verbinden, bereitgestellt.
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Der Abgaseinlassabschnitt und der Abgasauslassabschnitt sind in einer identischen Höhenebene wie ein Abgassammler zum Sammeln von Abgasen von den Abgaszweigrohren angeordnet. Ferner ist der Abgaseinlassabschnitt in einer Vorderansicht des Fahrzeugs gesehen an einer von zwei Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers angeordnet, und ist der Abgasauslassabschnitt in der Vorderansicht des Fahrzeugs gesehen an der anderen der beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers angeordnet. Und zudem erstreckt sich der Abgaseinlassabschnitt in einem ersten Raumbereich, der sich an der oben genannten einen Seite der beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unter dem Satz von Abgaszweigrohren befindet, und erstreckt sich der Abgasauslassabschnitt in einem zweiten Raumbereich, der sich an der oben genannten anderen Seite der beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unter dem Satz von Abgaszweigrohren befindet.
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Entsprechend kann selbst unter Umständen, die ein zeitweiliges Anhalten des Motors unter kalten Wetterbedingungen umfassen, Wärme von dem Abgaskrümmer wie auch dem Körper des Motors abgeleitet werden und in einem durch den Abgaskrümmer und den Motorkörper und zwischen ihnen definierten Raumbereich als Anordnungsstelle für den Abgaskühler gespeichert werden. Diese Wirkung sorgt dafür, dass der Abgaskühler während eines Zeitraums zwischen dem Anhalten des Motors und dem Neustart des Motors durch die Wärme, die in dem Raumbereich zwischen dem Abgaskrümmer und dem Motorkörper gespeichert ist, erwärmt wird. Daher kann durch die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung trotz des Umstands, dass sie Metallelemente mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit darstellen, verhindert werden, dass Wasser unter kalten Wetterbedingungen in dem Abgaskühler oder in der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung oder in der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Ferner kann durch den Abgaskrümmer dann, wenn das Fahrzeug unter kalten Wetterbindungen fährt, verhindert werden, dass Luft mit einer niedrigen Temperatur oder Schnee oder dergleichen, die bzw. der durch ein vorderes Ende des Fahrzeugs herein gelangt, direkt auf den Abgaskühler bläst oder geweht wird. Auch durch diese Wirkung kann der oben beschriebene Aufbau verhindern, dass Wasser in dem Abgaskühler oder in der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung oder in der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Ferner stellt die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung wie auch die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung thermische Umstände sicher, die für die Verbindung mit dem Abgaskühler vorteilhaft sind. Daher sind die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung ihrer Aufgabe auch dann gewachsen, wenn sie waagerecht angeordnet sind oder zwischen der Fließwegquerschnittfläche der Abgasrückführungsleitung und der Fließwegquerschnittfläche in dem Abgaskühler große Unterschiede bestehen. Es wird angemerkt, dass die Abgasrückführungsleitungen in waagerechten Leitungsabschnitten zur Ansammlung von kondensiertem Wasser neigen oder zwischen Fließwegabschnitten mit großen Unterschieden in der Querschnittfläche träge Abgasströme erfahren, wodurch die Neigung zur Erzeugung von kondensiertem Wasser zunimmt. Auch im Hinblick darauf kann der beschriebene Aufbau verhindern, dass Wasser in dem Abgaskühler oder in der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung oder in der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Ferner sind der Abgaseinlassabschnitt und der Abgasauslassabschnitt in einer Vorderansicht des Fahrzeugs gesehen mit dem Abgassammler dazwischen, das heißt, an beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers angeordnet, weshalb sich die Wärme wahrscheinlich von dem Abgassammler, der in dem Abgaskrümmer am heißesten wird, zu dem Abgaseinlassabschnitt und dem Abgasauslassabschnitt bewegen wird. Daher kann bei der oben beschriebenen Gestaltung selbst dann, wenn Luft mit einer niedrigen Temperatur oder Schnee übermäßig auf den Abgaseinlassabschnitt und den Abgasauslassabschnitt bläst oder geweht wird, während das Fahrzeug unter kalten Wetterbedingungen fährt, Wärme von dem Abgassammler übertragen werden, wodurch verhindert wird, dass Wasser in dem Abgaseinlassabschnitt oder in dem Abgasauslassabschnitt kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Nach dem zweiten Gesichtspunkt ist der Satz von Katalysatorelementen direkt unter dem Abgassammler angeordnet, wodurch sich der Abgaskühler in der Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Katalysatorelementsatz befindet. Da Katalysatorelementsätze so ausgeführt sind, dass sie innerhalb eines vorab festgelegten Temperaturbereichs eine ausreichende Leistung zur Reinigung der Abgase zeigen, weist der Katalysatorelementsatz nach dem Anhalten des Motors eine hohe Temperatur auf. Der beschriebene Aufbau kann daher Wärme, die von dem Katalysatorelementsatz im heißen Zustand übertragen wird, verwenden, um selbst unter kalten Wetterbedingungen zu verhindern, dass Wasser in dem Abgaskühler oder in der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung oder in der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Nach dem dritten Gesichtspunkt weisen die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung und der Zylinderkopf eine dazwischen befindliche Verbindung auf, die einen Zylinderkopfendekopplungsabschnitt umfasst, der so angeordnet ist, dass er sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs höher als der Abgasauslassabschnitt befindet, und an der oben genannten anderen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgaskrümmers angeordnet ist. Überdies erstreckt sich die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung von dem Abgasauslassabschnitt entlang des Satzes von Abgaszweigrohren zu dem Zylinderkopfendekopplungsabschnitt. Außerdem kommt die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung dem Satz von Abgaszweigrohren in einem Bereich, der als stromabwärts befindlicher Balgabschnitt balgförmig ausgeführt ist, am nächsten. Daher kann der stromabwärts befindliche Balgabschnitt vermehrt Wärmeenergie von dem Satz von Abgaszweigrohren erhalten und wird die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung durch diese Wärmeenergie über ihre gesamte Länge hinweg erwärmt, wodurch verhindert werden kann, dass Wasser in einem Bereich der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung in der Nähe des Abgasauslassabschnitts, wo das Wasser zur Kondensation neigt, kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert. Ferner gestattet die Bereitstellung des stromabwärts befindlichen Balgabschnitts, dass sich die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung leicht thermisch ausdehnen oder zusammenziehen kann, was erlaubt, dass an der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung vermehrt Wärmeenergie erhalten wird und die Lebensdauer der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung verlängert wird.
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Nach dem vierten Gesichtspunkt weisen das Abgasrohr und die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung eine dazwischen befindliche Verbindung auf, die einen Abgasrohrendekopplungsabschnitt umfasst, der abgasstromabwärts von dem Satz von Katalysatorelementen für das Abgasrohr angeordnet ist. Ferner erstreckt sich die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung an der oben genannten einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgasrohrs und ist ein Abschnitt der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung so angeordnet, dass er sich näher als der Abgasrohrendekopplungsabschnitt an dem Abgaseinlassabschnitt befindet, und ist er als stromaufwärts befindlicher Balgabschnitt ausgeführt. Daher kann der stromaufwärts befindliche Balgabschnitt vermehrt Wärmeenergie von dem Abgaseinlassabschnitt erhalten, und kann auch die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung vermehrt Wärmeenergie von dem Abgasrohr erhalten. Die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung wird durch diese Wärmeenergie über ihre gesamte Länge hinweg erwärmt, wodurch verhindert werden kann, dass Wasser in einem Bereich der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung in der Nähe des Abgaseinlassabschnitts, wo das Wasser zur Kondensation neigt, kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert. Ferner gestattet die Bereitstellung des stromaufwärts befindlichen Balgabschnitts, dass sich die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung leicht thermisch ausdehnen oder zusammenziehen kann, was erlaubt, dass an der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung vermehrt Wärmeenergie erhalten wird und die Lebensdauer der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung verlängert wird.
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Nach dem fünften Gesichtspunkt weist wenigstens eines aus dem Abgassammler und dem Satz von Abgaszweigrohren in der Nachbarschaft des ersten Raumbereichs eine Vertiefung auf, die in der Vorderansicht des Fahrzeugs gesehen zu einer Kanalseite des Satzes von Abgaszweigrohren hin vertieft ist, und ist der Abgaseinlassabschnitt in der Vertiefung angeordnet. Diesbezüglich kann zum Beispiel die Gesamtlänge der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung gemäß dem vierten Gesichtspunkt zu einer vermehrten Längenabmessung neigen und besteht die Gefahr, dass Luft mit einer niedrigen Temperatur oder Schnee oder dergleichen auf die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung geweht wird oder bläst. Doch bei dem beschriebenen Aufbau ist der Abgaseinlassabschnitt in der Vertiefung, die an wenigstens einem aus dem Abgassammler und dem Satz von Abgaszweigrohren gebildet ist, angeordnet, was gestattet, dass der Abgaseinlassabschnitt dicht an den Abgassammler oder den Satz von Abgaszweigrohren gelangt, weshalb die davon erhaltene Wärme verwendet werden kann, um zu verhindern, dass Wasser in der Nähe des Abgaseinlassabschnitts, wo das Wasser zur Kondensation neigt, kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Nach dem sechsten Gesichtspunkt ist der Abgaskühler an einer Position, die in der Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Satz von Abgaszweigrohren liegt, und an einer Position, die in der Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Satz von Katalysatorelementen liegt, an dem Zylinderblock befestigt. Dieser Aufbau macht es dem Abgaskühler leicht, Wärme von dem Satz von Abgaszweigrohren und dem Satz von Katalysatorelementen zu erhalten, was es erlaubt, diese Wärme zu nutzen, um unter anderem zu verhindern, dass Wasser in dem Abgaskühler kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht eines vorderen Abschnitts eines Fahrzeugs, die einen Kraftfahrzeugmotor zeigt, der ein Abgasrückführungssystem nach einer Ausführungsform dieser Erfindung umfasst.
- 2 ist eine Vorderansicht des vorderen Abschnitts des Fahrzeugs in 1.
- 3 ist eine Draufsicht auf den vorderen Abschnitt des Fahrzeugs in 1.
- 4 ist eine Vorderansicht des Kraftfahrzeugmotors in 1.
- 5 ist eine Draufsicht auf den Kraftfahrzeugmotor in 1.
- 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 4.
- 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie Y-Y in 4, die einen wesentlichen Abschnitt eines Abgaskühlers zeigt.
- 8 ist eine Vorderansicht eines wesentlichen Abschnitts um den Ab gaskühl er.
- 9 ist eine Vorderansicht, die den Abgaskühler in einem fixierten Zustand zeigt.
- 10 ist eine Vorderansicht, die wesentliche Abschnitte um einen Abgaskrümmer eines Kraftfahrzeugmotors zeigt, der ein Abgasrückführungssystem nach einer Abwandlung der obigen Ausführungsform dieser Erfindung umfasst.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden Abgasrückführungssysteme für Kraftfahrzeugmotoren nach Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben werden. In den Zeichnungen veranschaulichen 1 bis 7 wesentliche Abschnitte eines Abgasrückführungssystems für Kraftfahrzeugmotoren nach einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung und veranschaulicht 10 wesentliche Abschnitte eines Abgasrückführungssystems für Kraftfahrzeugmotoren nach einer zweiten Ausführungsform als Abwandlung der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Die Figuren umfassen jeweils einen Satz von Pfeilen, die einen Satz von Richtungen in dreidimensionalen Ausrichtungen (im Besonderen in der Fahrzeuglängsrichtung vorne oder hinten, in der Fahrzeugquerrichtung rechts oder links, und/oder in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs oben oder unten) eines Raums von einem Blickpunkt, der sich im Inneren eines Fahrgastraums eines zugehörigen Fahrzeugs befindet, her gesehen definieren.
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1 ist eine Seitenansicht eines vorderen Abschnitts eines Fahrzeugs, das mit der ersten Ausführungsform verbunden ist, 2 ist eine Vorderansicht des vorderen Abschnitts des Fahrzeugs, und 3 ist eine Draufsicht auf den vorderen Abschnitt des Fahrzeugs.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform umfasst der vordere Abschnitt des Fahrzeugs einen Motorraum 1, der als Raum für einen Hauptantrieb bereitgestellt ist und von einer Kabine oder einem Fahrgastraum abgeteilt ist. Der Motorraum 1 weist einen darin eingerichteten Motor 2 auf. Der Motor 2 umfasst einen Zylinderblock 3, einen Zylinderkopf 4, der an einer Oberseite des Zylinderblocks 3 fixiert ist, und eine Zylinderkopfabdeckung 5, die an einer Oberseite des Zylinderkopfs 4 fixiert ist. Der Zylinderblock 3 weist ein Kurbelgehäuse, das in seinem unteren Abschnitt gebildet ist, und eine Kurbelwelle 6, die drehbar in dem Kurbelgehäuse untergebracht ist, auf. Überdies ist an einer Unterseite des Zylinderblocks 3 eine Ölwanne 7 als Sammelbehälter fixiert. Der Motor 2 ist mit einem Getriebe 8 versehen, das an seiner in der Fahrzeugquerrichtung linken Seite fixiert ist. Der Motor 2 weist einen sogenannten Hauptmechanismusabschnitt, der den Zylinderblock 3, den Zylinderkopf 4, die Zylinderkopfabdeckung 5, die Ölwanne 7 usw. umfasst, auf, der manchmal als Körper des Motors oder als Motorkörper bezeichnet wird.
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Wie zum Beispiel in 6 gezeigt ist in dem Zylinderblock 3 ein Satz von mehreren (bei dieser Ausführungsform vier) Zylinderbohrungen 9 gebildet, die in einer Achsenrichtung der Kurbelwelle 6 angeordnet sind. Überdies sind die Zylinderbohrungen 9 jeweils an ihrem Endabschnitt auf Seiten des Zylinderkopfs 4 mit einer Verbrennungskammer 10 ausgeführt. Entsprechend ist ein Satz von Verbrennungskammern 10 in einer Richtung angeordnet, die parallel zu der Achsenlinie (d.h., der Drehachse) der Kurbelwelle 6 verläuft. Die Anordnungsrichtung der Verbrennungskammern 10 und die Anordnungsrichtung der Zylinderbohrungen 9 (hier manchmal einfach als Zylinderanordnungsrichtung bezeichnet) sind zueinander parallel. Es wird angemerkt, dass die Zylinderanordnungsrichtung des Motors 2 mit der Querrichtung des Fahrzeugs übereinstimmt.
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Ferner weisen die Zylinderbohrungen 9 jeweils einen Kolben auf, der darin eingesetzt ist und durch eine Pleuelstange 11 mit einem zugehörigen Kurbelzapfen der Kurbelwelle 6 verbunden ist. Der Kurbelzapfen ist in Bezug auf die Drehachse der Kurbelwelle 6 exzentrisch versetzt. Während sich die jeweiligen Kolben in den zugehörigen Zylinderbohrungen 9 hin und her bewegen, werden ihre jeweiligen Bewegungen in Drehbewegungen der Kurbelwelle 6 umgewandelt, die zu dem Getriebe 8 übertragen werden.
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Ferner verfügt jede Verbrennungskammer 10 über daran angeschlossene Ansaugöffnungen 12, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Verbrennungskammer 10 zu führen, und daran angeschlossene Auslassöffnungen 13, um Abgase aus der Verbrennungskammer 10 abzugeben. Nach der vorliegenden Ausführungsform sind die Ansaugöffnungen 12 in der Fahrzeuglängsrichtung hinten an der Verbrennungskammer 10 gebildet und die Auslassöffnungen 13 in der Fahrzeuglängsrichtung vorne an der Verbrennungskammer 10 gebildet.
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4 ist eine Vorderansicht des Motors 2, 5 ist eine Draufsicht auf den Motor 2, und 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 4.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform ist wie zum Beispiel in 5 gezeigt jeweils ein Paar von Ansaugöffnungen 12 und ein Paar von Auslassöffnungen 13 an die Verbrennungskammern 10 wie auch die Zylinderbohrungen 9 angeschlossen. Der Zylinderkopf 4 weist in Bezug auf eine Richtung (d.h., die Längsrichtung des Fahrzeugs), die zu der Zylinderanordnungsrichtung (d.h., die Querrichtung des Fahrzeugs) senkrecht verläuft, zwei Außenwandabschnitte auf, in denen die gepaarten Ansaugöffnungen 12 wie auch die gepaarten Auslassöffnungen 13 für jede Verbrennungskammer 10 oder jede Zylinderbohrung 9 gesammelt (im Besonderen, miteinander verbunden) werden. Mit anderen Worten ist eine Kombination aus einem Satz von vier Ansaugöffnungen 12, die sich an einer in der Fahrzeuglängsrichtung hinteren Endfläche des Zylinderkopfs 4 öffnen, und einem Satz von vier Auslassöffnungen 13, die sich an einer in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Endfläche des Zylinderkopfs 4 öffnen, vorhanden.
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Die Öffnungen der vier Ansaugöffnungen 12 sind jeweils mit einem zugehörigen Ansaugzweigrohr 15 eines Ansaugkrümmers 14 verbunden, und die Öffnungen der vier Auslassöffnungen 13 sind jeweils mit einem zugehörigen Abgaszweigrohr 17 eines Abgaskrümmers 16 verbunden. Entsprechend verfügt der der Ansaugkrümmer 14 über einen Satz von vier Ansaugzweigrohren 15, deren Anzahl jener der Öffnungen der vier Ansaugöffnungen 12 gleich ist, und über einen Satz von vier Abgaszweigrohren 17, deren Anzahl jener der Öffnungen der vier Auslassöffnungen 13 gleich ist. Die vier Ansaugzweigrohre 15 sind zu einem Ansaugsammler 18 des Ansaugkrümmers 14 zusammengeführt, und der Ansaugsammler 18 ist über ein Ansauganschlussrohr 19 mit einem Luftfilter 20 verbunden, das ferner mit einem nicht dargestellten Luftansaugkanal verbunden ist. Andererseits sind die vier Abgaszweigrohre 17 zu einem Abgassammler 21 des Abgaskrümmers 16 zusammengeführt, und ist der Abgassammler 21 mit einem Abgasrohr 22 verbunden. Das Abgasrohr 22 weist einen daran angebrachten Satz von Katalysatorelementen (hier manchmal als Katalysatorelementsatz oder einfach als Katalysator bezeichnet) 23 auf, um die Abgase zu reinigen. Nach der vorliegenden Ausführungsform ist der Katalysator 23 direkt unter dem Abgassammler 21 angeordnet. Wie hier verwendet bedeutet der Ausdruck „direkt unter“ einen Satz von in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unteren Nahbereichen.
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Der Abgaskrümmer 16 weist einen Krümmerabschnitt auf, der insgesamt einen Satz von vier Abgaszweigrohren 17 umfasst. Dieser Krümmerabschnitt umfasst einen waagerechten Krümmerabschnitt (hier manchmal einfach als waagerechter Abschnitt bezeichnet) 27 als eine Teillänge des Krümmerabschnitts, die sich in der Fahrzeuglängsrichtung von der in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Endfläche des Zylinderkopfs 4 nach vorne erstreckt; und einen senkrechten Krümmerabschnitt (hier manchmal einfach als senkrechter Abschnitt bezeichnet) 28 als eine Teillänge des Krümmerabschnitts, die an dem in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Ende des waagerechten Abschnitts 27 so gebogen ist, dass sie sich davon in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs nach unten erstreckt.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform sind das Abgasrohr 22 und der Abgaskrümmer 14 durch einen Abgasrückführungsfließweg 24, der dazwischen angeordnet ist, verbunden, um Teile der Abgase, die in dem Abgasrohr 22 strömen, zu dem Ansaugkrümmer 14 zurückzuführen. Der Abgasrückführungsfließweg 24 weist eine Teillänge auf, die in dem Zylinderkopf 4 gebildet ist, damit die Rückführung durch ein Inneres des Zylinderkopfs 4 zu dem Ansaugkrümmer 14 geführt wird. Abgase, die durch die Teillänge des Abgasrückführungsfließwegs 24 in dem Zylinderkopf 4 verlaufen sind, werden von einem EGR(Abgasrückführungs)-Ventil 25 über eine EGR(Abgasrückführungs)-Leitung 26 so geleitet, dass sie zu dem Ansaugkrümmer 14 zurückfließen. Das EGR-Ventil 25 ist als Durchflussregelventil betriebsfähig, um eine Durchflussmenge des zurückfließenden Abgases zu regulieren, einschließlich dessen, ob die Rückführung von Abgas erfolgt, oder nicht.
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7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie Y-Y in 4, die einen wesentlichen Abschnitt eines Abgaskühlers (als EGR-Kühler) 29 zeigt. 8 ist eine vergrößerte Vorderansicht von wesentlichen Abschnitten um den Abgaskühler 29. 9 ist eine vergrößerte Vorderansicht, die den Abgaskühler 29 in einem fixierten Zustand zeigt.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform ist der Abgaskühler 29 im Verlauf bzw. im Weg des Abgasrückführungsfließwegs 24 eingerichtet, um Abgase, die in dem Abgasrückführungsfließweg 24 strömen, zu kühlen. Nach der vorliegenden Ausführungsform ist der Abgaskühler 29 in einer rechteckigen Form ausgeführt, die in einer Vorderansicht des Fahrzeugs in der Fahrzeugquerrichtung länglich ist, und wie in 8 rechts gezeigt sind damit zwei Kühlwasserleitungen 30 verbunden. Eine der beiden Kühlwasserleitungen 30 ist zur Zufuhr und die andere zur Abfuhr von Kühlwasser geeignet. In dem Abgaskühler 29 ist ein Netzwerk von Kühlwasserdurchgängen bereitgestellt, um das zugeführte Kühlwasser zum Kühlen von Abgasen zu leiten.
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Der Abgaskühler 29 ist an dem Abgasrückführungsfließweg 24 in einem Raumbereich bereitgestellt, der durch eine Kombination aus dem Abgaskrümmer 16 und dem Körper des Motors 2 definiert ist, und ist an seiner in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs oberen Seite durch den waagerechten Krümmerabschnitt 27 und an seiner in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Seite durch den senkrechten Krümmerabschnitt 28 abgedeckt. Und zwar ist der in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs obere Abschnitt des Abgaskühlers 29 durch den waagerechten Krümmerabschnitt 27 des Abgaskrümmers 16 von oben her abgedeckt, und sein in der Fahrzeuglängsrichtung vorderer Abschnitt durch den senkrechten Abschnitt 28 des Abgaskrümmers 16 von vorne her abgedeckt.
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Wie in 8 gezeigt, ist ein in der Fahrzeugquerrichtung rechter Endabschnitt (d.h., der linke Endabschnitt in 8) des Abgaskühlers 29 in einer Vorderansicht des Fahrzeugs an einer in der Fahrzeugquerrichtung rechten Seite (hier manchmal als eine der beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung oder einfach als eine Seite in der Fahrzeugquerrichtung bezeichnet) des Abgassammlers 21 des Abgaskrümmers 16 angeordnet. Ein in der Fahrzeugquerrichtung linker Endabschnitt (d.h., der rechte Endabschnitt in 8) des Abgaskühlers 29 ist in der Vorderansicht des Fahrzeugs an einer in der Fahrzeugquerrichtung linken Seite (hier manchmal als die andere der beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung oder einfach als die andere Seite in der Fahrzeugquerrichtung bezeichnet) des Abgassammlers 21 angeordnet.
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Überdies sind wie in 9 gezeigt ein oberer Abschnitt und ein unterer Abschnitt des derart rechteckig ausgeführten Abgaskühlers 29, dass er in der Vorderansicht des Fahrzeugs in der Fahrzeugquerrichtung länglich ist, an einer in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Seitenfläche des Zylinderblocks 3 fixiert. Es ist ein oberer Endfixierungsteil 31 zur Fixierung des oberen Abschnitts des Abgaskühlers 29 an dem Zylinderblock 3 vorhanden, der an einer in der Fahrzeuglängsrichtung hinteren Seite des Satzes von Abgaszweigrohren 17 des Abgaskrümmers 16 an dem Zylinderblock 3 fixiert ist. Außerdem ist ein unterer Endfixierungsteil 32 zur Fixierung des unteren Seitenabschnitts des Abgaskühlers 29 an dem Zylinderblock 3 vorhanden, der an einer in der Fahrzeuglängsrichtung hinteren Seite des Katalysators 23 an dem Zylinderblock 3 fixiert ist.
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Nach den vorliegenden Ausführungsformen werden Abgasströme herausgeführt, um von einer Teillänge des Abgasrohrs 22, die sich abgasstromabwärts von dem Katalysator 23 erstreckt, zurückzufließen, und werden Abgasströme zu einem in der Fahrzeugquerrichtung linken Endabschnitt (d.h., einem rechten Endabschnitt in 4) in einem Raumbereich des Zylinderblocks 3 zurückgeführt.
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Daher ist wie in 4 gezeigt eine stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 aus Metall zur Verbindung zwischen der Teillänge des Abgasrohrs 22, die sich abgasstromabwärts von dem Katalysator 23 erstreckt, und einem in der Fahrzeugquerrichtung rechten Endabschnitt (d.h. einem linken Endabschnitt in 4) des Abgaskühlers 29 bereitgestellt.
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Ferner ist eine stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 aus Metall zur Verbindung zwischen einem in der Fahrzeugquerrichtung linken Endabschnitt (d.h. einem rechten Endabschnitt in 4) des Abgaskühlers 29 und einem in der Fahrzeugquerrichtung linken Endabschnitt (d.h., einem rechten Endabschnitt in 4) des Zylinderkopfs 4 bereitgestellt.
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Die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 bilden somit jeweils Teillängen des Abgasrückführungsfließwegs 24. Entsprechend bildet der in der Fahrzeugquerrichtung rechte Endabschnitt (d.h., der linke Endabschnitt in 4) des Abgaskühlers 29, mit dem die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 verbunden ist, einen Abgaseinlassabschnitt 35 für den Abgaskühler 29. Ebenso bildet der in der Fahrzeugquerrichtung linke Endabschnitt (d.h., der rechte Endabschnitt in 4) des Abgaskühlers 29, mit dem die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 verbunden ist, einen Abgasauslassabschnitt 36 für den Abgaskühler 29.
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Daher ist nach den vorliegenden Ausführungsformen der Abgaseinlassabschnitt 35 in einer Vorderansicht des Fahrzeugs an einer in der Fahrzeugquerrichtung rechten Seite des Abgassammlers 21, d.h., an der oben genannten einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung, angeordnet, und ist der Abgasauslassabschnitt 36 an einer in der Vorderansicht des Fahrzeugs linken Seite des Abgassammlers 21, das heißt, an der oben genannten anderen Seite in der Fahrzeugquerrichtung, angeordnet.
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Als Ergebnis ist der Abgaseinlassabschnitt 35 somit in einem ersten Raumbereich 37 angeordnet, der sich an der oben genannten einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung, das heißt, an einer in der Fahrzeugquerrichtung rechten Seite des Abgassammlers 21, und an einer in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unteren Seite des Satzes von Abgaszweigrohren 17 befindet. Überdies ist der Abgasauslassabschnitt 36 in einem zweiten Raumbereich 38 angeordnet, der sich an der oben genannten anderen Seite in der Fahrzeugquerrichtung, das heißt, an einer in der Fahrzeugquerrichtung linken Seite des Abgassammlers 21, und an der in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unteren Seite des Satzes von Abgaszweigrohren 17 befindet. Ferner befinden sich nach der vorliegenden Ausführungsform sowohl der Abgaseinlassabschnitt 35 als auch der Abgasauslassabschnitt 36 in einem Höhenebenenbereich, der mit jenem des Abgassammlers 21 identisch ist.
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Zudem weisen nach den vorliegenden Ausführungsformen das Abgasrohr 22 und die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 einen Kopplungsabschnitt 39 mit dem Abgasrohrende (Abgasrohrendekopplungsabschnitt) auf, der bereitgestellt ist, um sie zu verbinden, und abgasstromabwärts von dem Katalysator 23 für das Abgasrohr 22 angeordnet ist. Die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 erstreckt sich an einer in der Fahrzeugquerrichtung rechten Seite des Abgasrohrs 22, das heißt, an der oben genannten einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung. Und ein Abschnitt der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 ist so angeordnet, dass er näher an dem Abgaseinlassabschnitt 35 als an dem Kopplungsabschnitt 39 mit dem Abgasrohrende liegt, und als stromaufwärts befindlicher Balgabschnitt 40 balgförmig ausgeführt.
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Ferner weisen die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 und der Zylinderkopf 4 an einer in der Fahrzeugquerrichtung linken Seite des Abgaskrümmers 16, das heißt, an der oben genannten anderen Seite in der Fahrzeugquerrichtung, einen Kopplungsabschnitt 41 mit dem Zylinderkopfende (Zylinderkopfendekopplungsabschnitt) auf, der bereitgestellt ist, um sie zu verbinden, und so angeordnet ist, dass er sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs höher als der Abgasauslassabschnitt 36 befindet. Überdies erstreckt sich die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 von dem Abgasauslassabschnitt 36 entlang des Satzes von Abgaszweigrohren 17 zu dem Kopplungsabschnitt 41 mit dem Zylinderkopfende. Zudem kommt die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 dem Satz von Abgaszweigrohren 17 in einem Bereich, der als stromabwärts befindlicher Balgabschnitt 42 balgförmig ausgeführt ist, am nächsten.
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Wie wohlbekannt ist, enthalten die Abgase Wasserdampf. In Situationen unter kalten Wetterbedingungen, die unter anderem umfassen, dass der Abgaskühler 29 und die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 oder die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 nach einem Anhalten des Motors 2 rasch abgekühlt werden, besteht zum Beispiel die Neigung, dass darin kondensiertes Wasser erzeugt wird und das kondensierte Wasser bei einer weiteren Abkühlung gefriert, was die Gefahr mit sich bringt, dass das Innere möglicherweise verstopft wird. Da die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 bei der vorliegenden Ausführungsform aus Metall bestehen, weisen sie verglichen mit nichtmetallischen Abgasrückführungsleitungen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf und neigt das Innere dazu, eine noch stärkere Abkühlung zu erfahren, was die Neigung zur Erzeugung von kondensiertem Wasser erhöht. Überdies weist der Abgasrückführungsfließweg 24 örtlich Stellen auf, an denen die Querschnittfläche stark schwankt; das heißt, an diesen Stellen bestehen große Unterschiede hinsichtlich der Querschnittfläche, an denen die Abgasströme zur Trägheit neigen. Diese Trägheitsstellen werden durch die Abkühlung von außen stark beeinflusst, wodurch die Neigung zur Erzeugung von kondensiertem Wasser erhöht wird. Und daneben weist der Abgasrückführungsfließweg 24 innere Abschnitte auf, die örtliche waagerechte Stellen umfassen, an denen sich das kondensierte Wasser ansammelt.
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Was diesen Punkt anbelangt, umfasst das Abgasrückführungssystem für den Kraftfahrzeugmotor 2 nach der vorliegenden Ausführungsform, dass eine gesamte Breite des Abgaskrümmers 16 in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne verlängert ist, um den waagerechten Abschnitt 27, der als Teil des Krümmerabschnitts des Abgaskrümmers 16 ausgeführt ist, zu bilden. Genauer erstreckt sich ein waagerechter Krümmerabschnitt 27 als Teil eines Krümmerabschnitts 27 des Abgaskrümmers 16, der den Satz von Abgaszweigrohren 17 umfasst, in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne.
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Ferner umfasst das Abgasrückführungssystem für den Kraftfahrzeugmotor 2, dass eine gesamte Breite des Abgaskrümmers 16 an einem in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Ende des waagerechten Abschnitts 27 so gebogen ist, dass sie sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs nach unten erstreckt, wodurch der senkrechte Abschnitt 28, der als Teil des Krümmerabschnitts des Abgaskrümmers 16 ausgeführt ist, gebildet wird. Genauer erstreckt sich ein senkrechter Krümmerabschnitt 28 als Teil des Krümmerabschnitts des Abgaskrümmers 16 von einem in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Ende des waagerechten Krümmerabschnitts 27 in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs nach unten.
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Ferner umfasst das Abgasrückführungssystem für den Kraftfahrzeugmotor 2 den Abgasrückführungsfließweg 24, der zwischen dem Abgasrohr 22 und dem Ansaugkrümmer 14 gebildet ist, um Teile von Abgasen, die durch das Abgasrohr 22 verlaufen, durch das Innere des Zylinderkopfs 4 zu dem Ansaugkrümmer 14 zu führen. Mit anderen Worten ist zwischen dem Abgasrohr 22 und dem Ansaugkrümmer 14 ein Abgasrückführungsfließweg 24 durch ein Inneres des Zylinderkopfs 4 bereitgestellt, um Abgase aus dem Inneren des Abgasrohrs 22 teilweise zu dem Ansaugkrümmer 14 zurückzuführen.
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Ferner umfasst das Abgasrückführungssystem für den Fahrzeugmotor 2, dass der Abgaskühler 29, der im Verlauf des Abgasrückführungsfließwegs 24 angeordnet ist, um Abgase, die in dem Abgasrückführungsfließweg 24 strömen, zu kühlen, in einem Raum, der durch den Abgaskrümmer 16 und den Motorkörper umschlossen ist, in einem solchen Zustand eingerichtet ist, dass er an seinem oberen Abschnitt durch den waagerechten Abschnitt 27 und an seinem vorderen Abschnitt durch den senkrechten Abschnitt 28 abgedeckt ist. Mit anderen Worten ist der Abgaskühler 29 an dem Abgasrückführungsfließweg 24 in einem Raumbereich, der durch eine Kombination aus dem Abgaskrümmer 16 und einem Körper des Motors 2 definiert ist, bereitgestellt und an seiner in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs oberen Seite durch den waagerechten Krümmerabschnitt 27 und an seiner in der Fahrzeuglängsrichtung vorderen Seite durch den senkrechten Krümmerabschnitt 28 abgedeckt, um Abgase in dem Abgasrückführungsfließweg 24 zu kühlen.
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Ferner umfasst das Abgasrückführungssystem für den Kraftfahrzeugmotor 2 die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 aus Metall, die das Abgasrohr 22 und den Abgaskühler 29 miteinander verbindet, und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 aus Metall, die den Abgaskühler 29 und den Zylinderkopf 4 miteinander verbindet. Mit anderen Worten umfasst der Abgasrückführungsfließweg 24 eine stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 aus Metall, die zwischen dem Abgasrohr 22 und dem Abgaskühler 29 bereitgestellt ist, und eine stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 aus Metall, die zwischen dem Abgaskühler 29 und dem Zylinderkopf 4 bereitgestellt ist.
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Ferner umfasst das Abgasrückführungssystem für den Kraftfahrzeugmotor 2 den Abgaseinlassabschnitt 35, mit dem die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 und der Abgaskühler 29 verbunden sind, und den Abgasauslassabschnitt 36, mit dem der Abgaskühler 29 und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 verbunden sind. Mit anderen Worten umfasst der Abgasrückführungsfließweg 24 einen Abgaseinlassabschnitt 35, um die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 und den Abgaskühler 29 miteinander zu verbinden, und einen Abgasauslassabschnitt 36, um den Abgaskühler 29 und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 miteinander zu verbinden. Der Abgaseinlassabschnitt 35 und der Abgasauslassabschnitt 36 sind in identischen Höhenebenen wie ein Abgassammler 21 des Abgaskrümmers 16 zum Sammeln von Abgasen von den Abgaszweigrohren 17 angeordnet.
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Ferner umfasst das Abgasrückführungssystem für den Kraftfahrzeugmotor 2, dass der Abgaseinlassabschnitt 35 in einer Vorderansicht des Fahrzeugs an einer in der Fahrzeugquerrichtung rechten Seite des Abgassammlers 21, das heißt, an der oben genannten einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung, angeordnet ist, und dass der Abgasauslassabschnitt 36 in der Vorderansicht des Fahrzeugs an einer in der Fahrzeugquerrichtung linken Seite des Abgassammlers 21, das heißt, an der oben genannten anderen Seite in der Querrichtung des Fahrzeugs, angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Abgaseinlassabschnitt 35 in einer Vorderansicht des Fahrzeugs an einer der beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers 21 angeordnet, und ist der Abgasauslassabschnitt 36 in der Vorderansicht des Fahrzeugs an der anderen der beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers 21 angeordnet.
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Ferner umfasst das Abgasrückführungssystem für den Kraftfahrzeugmotor 2, dass der Abgaseinlassabschnitt 35 in einem ersten Raumbereich 37 angeordnet ist, der sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unter den Abgaszweigrohren 17 und an der in der Fahrzeugquerrichtung rechten Seite, das heißt, der oben genannten einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers 21, befindet, und dass der Abgasauslassabschnitt 36 in einem zweiten Raumbereich 38 angeordnet ist, der sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unter den Abgaszweigrohren 17 und an der in der Fahrzeugquerrichtung linken Seite, das heißt, der oben genannten anderen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers 21, befindet. Mit anderen Worten erstreckt sich der Abgaseinlassabschnitt 35 in einem ersten Raumbereich 37, der sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unter dem Satz von Abgaszweigrohren 17 an der oben genannten einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers 21 befindet, und erstreckt sich der Abgasauslassabschnitt 36 in einem zweiten Raumbereich 38, der sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs unter dem Satz von Abgaszweigrohren 17 an der oben genannten anderen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers 21 befindet.
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Entsprechend kann selbst in Situationen, die ein zeitweiliges Anhalten des Motors 2 unter kalten Wetterbedingungen umfassen, Wärme von dem Abgaskrümmer 16 wie auch dem Körper des Motors 2 abgeleitet bzw. abgeführt und in einem Raumbereich, der durch und zwischen dem Abgaskrümmer 16 und dem Motorkörper definiert ist, als Einrichtungsort für den Abgaskühler 29 gespeichert werden. Diese Wirkung sorgt dafür, dass der Abgaskühler 29 während des Zeitraums, der von einem Anhalten des Motors 2 bis zu einem Neustart des Motors 2 vergeht, durch die Wärme, die in dem Raumbereich zwischen dem Abgaskrümmer 16 und dem Motorkörper gespeichert ist, erwärmt wird. Daher kann durch die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 trotz des Umstands, dass sie Metallelemente mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit darstellen, verhindert werden, dass Wasser unter kalten Wetterbedingungen in dem Abgaskühler 29 oder in der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 oder in der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 34 kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Ferner kann durch den Abgaskrümmer 16 dann, wenn das Fahrzeug unter kalten Wetterbindungen fährt, verhindert werden, dass Luft mit einer niedrigen Temperatur oder Schnee oder dergleichen, die bzw. der durch ein vorderes Ende des Fahrzeugs herein gelangt, direkt auf den Abgaskühler 29 bläst oder geweht wird. Auch durch diese Wirkung kann der oben beschriebene Aufbau verhindern, dass Wasser in dem Abgaskühler 29 oder in der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 oder in der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 34 kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Ferner stellen die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 wie auch die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 thermische Umstände sicher, die für die Verbindung mit dem Abgaskühler 29 vorteilhaft sind. Daher sind die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 und die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 ihrer Aufgabe auch dann gewachsen, wenn sie waagerecht angeordnet sind oder zwischen den Fließwegquerschnittflächen der Abgasrückführungsleitung 33 oder 34 und der Fließwegquerschnittfläche in dem Abgaskühler 29 große Unterschiede bestehen. Es wird angemerkt, dass die Abgasrückführungsleitungen 33 und 34 in waagerechten Leitungsabschnitten zur Ansammlung von kondensiertem Wasser neigen oder zwischen Fließwegabschnitten mit großen Unterschieden in der Querschnittfläche trägen Abgasströme ausgesetzt sind, wodurch die Neigung zur Erzeugung von kondensiertem Wasser zunimmt. Auch im Hinblick darauf kann der beschriebene Aufbau verhindern, dass Wasser in dem Abgaskühler 29 oder in der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 oder in der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 34 kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Ferner sind der Abgaseinlassabschnitt 35 und der Abgasauslassabschnitt 36 in einer Vorderansicht des Fahrzeugs gesehen, mit dem Abgassammler 21 dazwischen, das heißt, an beiden Seiten in der Fahrzeugquerrichtung des Abgassammlers 21, angeordnet, weshalb sich die Wärme wahrscheinlich von dem Abgassammler 21, der in dem Abgaskrümmer 16 am heißesten wird, zu dem Abgaseinlassabschnitt 35 und dem Abgasauslassabschnitt 36 bewegen wird. Daher kann bei der oben beschriebenen Gestaltung selbst dann, wenn Luft mit einer niedrigen Temperatur oder Schnee übermäßig auf den Abgaseinlassabschnitt 35 und den Abgasauslassabschnitt 36 bläst oder geweht wird, während das Fahrzeug unter kalten Wetterbedingungen fährt, Wärme von dem Abgassammler 21 übertragen werden, wodurch verhindert wird, dass Wasser in dem Abgaseinlassabschnitt 35 oder in dem Abgasauslassabschnitt 36 kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Ferner ist der Satz von Katalysatorelementen 23 direkt unter dem Abgassammler 21 angeordnet, wodurch sich der Abgaskühler 29 in der Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Katalysatorelementsatz 23 befindet. Mit anderen Worten ist der Abgaskühler 29 in der Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Katalysatorelementsatz 23 und in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs über dem Katalysatorelementsatz 23 angeordnet. Da Katalysatorelementsätze so ausgeführt sind, dass sie innerhalb eines vorab festgelegten Temperaturbereichs eine ausreichende Leistung zur Reinigung der Abgase zeigen, weist der Katalysatorelementsatz 23 nach dem Anhalten des Motors 2 eine hohe Temperatur auf. Der beschriebene Aufbau kann daher Wärmeflüsse, die von dem Katalysatorelementsatz 23 in einem heißen Zustand in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten übertragen werden, wie auch Wärmeflüsse, die von dem Katalysatorelementsatz 23 in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs nach oben übertagen werden, verwenden, um selbst unter kalten Wetterbedingungen zu verhindern, dass Wasser in dem Abgaskühler 29 oder in der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 oder in der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 34 kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Ferner weisen die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 und der Zylinderkopf 4 eine dazwischen befindliche Verbindung auf, die einen Kopplungsabschnitt 41 mit dem Zylinderkopfende bzw. Zylinderkopfendekopplungsabschnitt umfasst, der so angeordnet ist, dass er sich in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs höher als der Abgasauslassabschnitt 36 befindet, und an der in der Fahrzeugquerrichtung rechten Seite, das heißt, an der oben genannten anderen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgaskrümmers 16, angeordnet ist. Überdies erstreckt sich die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 von dem Abgasauslassabschnitt 36 entlang des Satzes von Abgaszweigrohren 17 zu dem Kopplungsabschnitt 41 mit dem Zylinderkopfende. Außerdem kommt die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 dem Satz von Abgaszweigrohren 17 in einem Bereich, der als stromabwärts befindlicher Balgabschnitt 42 balgförmig ausgeführt ist, am nächsten. Daher kann der stromabwärts befindliche Balgabschnitt 42 vermehrt Wärmeenergie von dem Satz von Abgaszweigrohren 17 erhalten und wird die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 durch diese Wärmeenergie über ihre gesamte Länge hinweg erwärmt, wodurch verhindert werden kann, dass Wasser in einem Bereich der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 34 in der Nähe des Abgasauslassabschnitts 36, wo das Wasser zur Kondensation neigt, kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert. Ferner gestattet die Bereitstellung des stromabwärts befindlichen Balgabschnitts 42, dass sich die stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 34 leicht thermisch ausdehnen oder zusammenziehen kann, was erlaubt, dass an der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 34 vermehrt Wärmeenergie erhalten wird und die Lebensdauer der stromabwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 34 verlängert wird.
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Ferner weisen das Abgasrohr 22 und die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 eine dazwischen befindliche Verbindung auf, die einen Kopplungsabschnitt 39 mit dem Abgasrohrende bzw. Abgasrohrendekopplungsabschnitt umfasst, der abgasstromabwärts von dem Satz von Katalysatorelementen 23 für das Abgasrohr 22 angeordnet ist. Ferner erstreckt sich die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 an einer in der Fahrzeugquerrichtung linken Seite, das heißt, der oben genannten einen Seite in der Fahrzeugquerrichtung des Abgasrohrs 22, und ist ein Abschnitt der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 so angeordnet, dass er sich näher als der Kopplungsabschnitt 39 mit dem Abgasrohrende bzw. der Abgasrohrendekopplungsabschnitt an dem Abgaseinlassabschnitt 35 befindet, und ist er als stromaufwärts befindlicher Balgabschnitt 40 ausgeführt. Daher kann der stromaufwärts befindliche Balgabschnitt 40 vermehrt Wärmeenergie von dem Abgaseinlassabschnitt 35 erhalten, und kann auch die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 vermehrt Wärmeenergie von dem Abgasrohr 22 erhalten. Die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 wird durch diese Wärmeenergie über ihre gesamte Länge hinweg erwärmt, wodurch verhindert werden kann, dass Wasser in einem Bereich der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 in der Nähe des Abgaseinlassabschnitts 35, wo das Wasser zur Kondensation neigt, kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert. Ferner gestattet die Bereitstellung des stromaufwärts befindlichen Balgabschnitts 40, dass sich die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 leicht thermisch ausdehnen oder zusammenziehen kann, was erlaubt, dass an der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 vermehrt Wärmeenergie erhalten wird und die Lebensdauer der stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 verlängert wird.
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Ferner ist der Abgaskühler 29 an einer Position, die in der Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Satz von Abgaszweigrohren 17 liegt, und an einer Position, die in der Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Satz von Katalysatorelementen 23 liegt, an dem Zylinderblock 3 fixiert. Dieser Aufbau macht es dem Abgaskühler 29 leicht, Wärme von dem Satz von Abgaszweigrohren 17 und dem Satz von Katalysatorelementen 23 zu erhalten, um unter anderen zu verhindern, dass Wasser in dem Abgaskühler 29 kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Unter Bezugnahme auf 10 wird ein Abgasrückführungssystem für Kraftfahrzeugmotoren nach einer zweiten Ausführungsform als Abwandlung der ersten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben werden. 10 entspricht 8 und ist ihr ähnlich und umfasst viele entsprechende Bestandteile. In 10 sind diese Bestandteile, die 8 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen wie in 8 bezeichnet, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform ist eine Kombination aus einem Abgassammler 21 und einem Satz von Abgaszweigrohren 17 eines Abgaskrümmers 16 in der Nachbarschaft eines ersten Raumbereichs 37 in einer Vorderansicht eines Fahrzeugs zu einer Kanalseite des Satzes von Abgaszweigrohren 17 hin so vertieft, dass darin ein Satz aus einer oder mehreren Vertiefungen 43 gebildet ist. Der Vertiefungssatz 43 wird verwendet, um darin einen Abgaseinlassabschnitt 35, der eine Verbindung zwischen einer stromaufwärts befindlichen Abgasrückführungsleitung 33 und einem Abgaskühler 29 darstellt, anzuordnen. Wenn nun zum Beispiel ein wie in 4 gezeigter Kopplungsabschnitt 39 mit dem Abgasrohrende bzw. Abgasrohrendekopplungsabschnitt, der die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 mit einem Abgasrohr 22 verbindet, herangezogen wird und angenommen wird, dass er sich stromabwärts von einem Katalysatorelementsatz 23 befindet, würde die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 eine längliche gesamte Längenabmessung aufweisen. Es bestünde die Gefahr, dass Luft mit einer niedrigen Temperatur oder Schnee oder dergleichen auf die stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung 33 bläst oder geweht wird. Im Gegensatz dazu ist der Abgaseinlassabschnitt 35 bei dieser Ausführungsform in dem Vertiefungssatz 43, der durch Vertiefen der Kombination aus dem Abgassammler 21 und dem Satz von Abgaszweigrohren 17 in der Vorderansicht des Fahrzeugs zu der Kanalseite des Satzes von Abgaszweigrohren 17 hin bereitgestellt ist, untergebracht. Dies gestattet, dass der Abgaseinlassabschnitt 35 dicht an die Kombination aus dem Abgassammler 21 und dem Satz von Abgaszweigrohren 17 gelangt, was erlaubt, dass die davon erhaltene Wärme verwendet wird, um zu verhindern, dass Wasser in der Umgebung des Abgaseinlassabschnitts 35, wo das Wasser zur Kondensation neigt, kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Es wird angemerkt, dass der Vertiefungssatz 43 ebenso an wenigstens einem aus dem Abgassammler 21 und dem Satz von Abgaszweigrohren 17 in der Nachbarschaft des ersten Raumbereichs 37 gebildet werden kann. Ein solcher Fall gestattet ebenfalls, dass der Abgaseinlassabschnitt 35 dicht an dasjenige aus dem Abgassammler 21 oder dem Satz von Abgaszweigrohren 17, in einem von denen der Vertiefungssatz 43 ausgeführt ist, gelangt, was erlaubt, dass die davon erhaltene Wärme verwendet wird, um zu verhindern, dass Wasser in der Umgebung des Abgaseinlassabschnitts 35, wo das Wasser zur Kondensation neigt, kondensiert oder kondensiertes Wasser gefriert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motorraum
- 2
- Motor
- 3
- Zylinderblock
- 4
- Zylinderkopf
- 5
- Zylinderkopfabdeckung
- 6
- Kurbelwelle
- 7
- Ölwanne
- 8
- Getriebe
- 9
- Zylinderbohrung
- 10
- Verbrennungskammer
- 11
- Pleuelstange
- 12
- Ansaugöffnung
- 13
- Auslassöffnung
- 14
- Ansaugkrümmer
- 15
- Satz von Ansaugzweigrohren
- 16
- Abgaskrümmer
- 17
- Satz von Abgaszweigrohren
- 18
- Ansaugsammler
- 19
- Ansauganschlussrohr
- 20
- Luftfilter
- 21
- Abgassammler
- 22
- Abgasrohr
- 23
- Satz von Katalysatorelementen
- 24
- Abgasrückführungsfließweg
- 25
- EGR-Ventil
- 26
- EGR-Leitung
- 27
- waagerechter Krümmerabschnitt
- 28
- senkrechter Krümmerabschnitt
- 29
- Abgaskühler
- 30
- Kühlwasserleitung
- 31
- oberer Endfixierungsteil
- 32
- unterer Endfixierungsteil
- 33
- stromaufwärts befindliche Abgasrückführungsleitung
- 34
- stromabwärts befindliche Abgasrückführungsleitung
- 35
- Abgaseinlassabschnitt
- 36
- Abgasauslassabschnitt
- 37
- erster Raumbereich
- 38
- zweiter Raumbereich
- 39
- Abgasrohrendekopplungsabschnitt
- 40
- stromaufwärts befindlicher Balgabschnitt
- 41
- Zylinderkopfendekopplungsab schnitt
- 42
- stromabwärts befindlicher Balgabschnitt
- 43
- Vertiefungssatz
