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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine obere Struktur eines Fahrzeugmotors.
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Aus der
DE 10 2010 003 635 A1 ist eine Kühlluftführung innerhalb eines einen Verbrennungsmotor beherbergenden Motorraums eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei in Luftströmungsrichtung hinter einem Wärmeübertrager eine Lüfterhaube angeordnet ist, welche an dem Wärmeübertrager befestigt ist und eine kreisförmige Zarge aufweist, innerhalb welcher ein von einem Verbrennungsmotor elektrisch angetriebener Axiallüfter zur Förderung des Luftstromes durch den Wärmeübertrager umläuft, wobei sich an der Zarge ein von der Zarge Richtung Motorraum erstreckendes Luftleitelement anschließt, wobei das Luftleitelement dergestalt ausgebildet ist, dass es sich zumindest bereichsweise über einen Teilbereich der Verbrennungsmotors erstreckt.
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Die
US 2007 / 0 261 816 A1 offenbart eine Kühlstruktur für Anwendungen in Kraftfahrzeugen, wobei die Kühlstruktur ein Paneel mit einem Lufteinlass und einem Luftauslass aufweist. Ferner umfasst die Kühlstruktur auch einen Wärmetauscher, der zwischen dem Lufteinlass und dem Luftauslass angeordnet ist, wobei der Wärmetauscher eine Mehrheit von Kühlmittelleitungen aufweist.
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Die
EP 1 759 908 A1 offenbart eine Lüftungsvorrichtung in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine. Der der Luftstrom tritt durch den Grill oder durch eine ähnliche Frontöffnung ein und wird zu einem Raum, der der Rückseite des Motorraums zugewandt ist, über die Maschine hinaus geleitet. Die Lüftungsvorrichtung enthält ein flaches Leitungsrohr, das einen Luftzirkulationslauf definiert, der zwischen dem Motorblock und der Motorhaube und einer Abdeckung oder abnehmbaren Motorhaube verläuft. Die Motorhaube bildet einen Teil des flachen Leitungsrohres. Letztlich enthält die Lüftungsvorrichtung vier Bestandteile: nämlich einen ersten Teil in Gestalt einer Platte, die auf der Maschine befestigt ist, einen zweiten Teil, der mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist und sich um den ersten Teil erstreckt und im Zusammenwirken mit dem ersten Teil den unteren Teil des flachen Leitungsrohres bildet, einen ringförmigen dritten Teil, der den ersten Teil und den zweiten Teil verbindet und eine Verbindung mit mechanischer Trennung zwischen diesen und dem vierten Teil in Gestalt der Abdeckung oder abnehmbaren Motorhaube, komplementär zum zusammengesetzten Konstruktionsaufbau, bestehend aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Teil, bereitstellt und das flache Leitungsrohr (
2) durch Zusammenwirken mit dieser Anordnung ausbildet.
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Die
JP 2011 168 083 A zeigt eine Kühlstruktur für Motorraumkomponenten. Die Kühlstruktur umfasst einen Querstromkühler, ein Kühlgebläse, eine Motordesignabdeckung und eine Kühlerträgerdesignabdeckung. Die
JP 2010 196 643 A zeigt, dass die durch den Fahrzeugweg verursachten Luftströme durch einen ersten Luftkanal zu einem zweiten Luftkanal und schließlich zu einem Ladeluftkühler geleitet werden.
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Die
JP 2003 201 843 A offenbart eine Kühleinrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Kühleinrichtung ein in dem Motorraum angeordnete Kühlgebläse aufweist. Dieses fördert Außenluft zu dem Motorraum. Ferner ist ein Kühler vorgesehen, der zu dem Wärmeaustausch zwischen der geförderten Außenluft und dem Kühlwasser dient. Letztlich ist eine Heißwind-Einschlussverhinderungseinrichtung vorgesehen, welche verhindert, dass die heiße Luft, die von dem Kühler abgegeben wird, in der Außenluft-Einlassseite des Kühlers zurückkehrt.
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Die JP H11-348 579 A beschreibt eine obere Struktur eines Fahrzeugmotors. Diese obere Struktur (eine Abgasanlagenkühlstruktur) wird in einem Motor mit Ansaugtrakt vorne und Abgastrakt hinten verwendet und umfasst eine Designabdeckung (ein Anlaufblech), die über einer Kopfdeckel (einer Kopfhaube) vorgesehen ist. Diese Designabdeckung ist mit einem Spalt zwischen der Designabdeckung und dem Kopfdeckel angeordnet und weist eine Unterseite mit einem hinteren Endabschnitt, der hin zu einer Abgasvorrichtung (einem Abgaskanal) geneigt ist. In der oberen Struktur tritt ein durch ein sich fortbewegendes Fahrzeug erzeugter Luftstrom durch den Spalt zwischen der Unterseite der Designabdeckung und der Oberseite des Kopfdeckels und wird durch die Neigung der Unterseite der Designabdeckung zu der Abgasvorrichtung geleitet. Die Abgasvorrichtung kann somit effektiv gekühlt werden.
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Bei der in der vorstehend beschriebenen
JP H11-348 579 A beschriebenen oberen Struktur kann, wenn kein Luftstrom durch ein sich fortbewegendes Fahrzeug erzeugt wird, etwa wenn das Fahrzeug steht, von der Abgasvorrichtung hochsteigende Heißluft in den Spalt zwischen der Designabdeckung und dem Kopfdeckel strömen.
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Eine Oberseite eines Kopfdeckels ist für gewöhnlich mit Teilen versehen, etwa einem Kabelbaum. Wenn die heiße Luft wie vorstehend beschrieben in den Spalt strömt, können diese Teile somit der heißen Luft ausgesetzt werden, was zu Problemen führt, etwa Erosion dieser Teile.
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Zum Lösen dieses Problems kann der Spalt zwischen der Designabdeckung und dem Kopfdeckel versperrt werden, um ein Strömen von heißer Luft in den Spalt zu verhindern. Eine solche Auslegung ist zum Kühlen der Abgasvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Luftstrom aber nicht geeignet.
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Eine solche ungeeignete Auslegung ist nicht auf eine Auslegung mit einer Designabdeckung beschränkt, sondern findet sich häufig bei allgemeinen Auslegungen, die verschiedene über dem Kopfdeckel angeordnete Elemente umfassen.
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Im Hinblick auf den vorstehenden Hintergrund sind ein oder mehrere Aspekte der vorliegenden Offenbarung auf eine obere Struktur eines Fahrzeugmotors gerichtet, die eine Abgasvorrichtung mit einem Luftstrom kühlt, der durch ein sich fortbewegendes Fahrzeug erzeugt wird, während an einer Oberseite eines Motors vorgesehene Teile geschützt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, bei der die Abgasvorrichtung durch einen durch die Fortbewegung des Fahrzeugs erzeugten Luftstrom gekühlt wird und die gleichzeitig sämtliche an der Oberseite des Motors angeordneten Teile schützt.
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Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 der vorliegenden Patentanmeldung gelöst. Demnach umfasst der Fahrzeugmotor einen Motorkörper, der in einem Motorraum eines Fahrzeugs eingebaut ist, einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf und einen Kopfdeckel umfasst, und eine mit dem Motorkörper verbundene Abgasvorrichtung umfasst, die näher an einem hinteren Ende des Fahrzeugs als der Motorkörper ist und die sich unterhalb des Kopfdeckels befindet. Die obere Struktur umfasst ein Strömungsumlenkungselement, das oberhalb eines hinteren Abschnitts des Kopfdeckels vorgesehen ist, wobei sich das Strömungsumlenkungselement unterhalb einer Haube, die den Motorraum öffnet und schließt, nach hinten und nach unten hin zu der Abgasvorrichtung erstreckt; und eine Schutzabdeckung, die sich hinter dem Strömungsumlenkungselement befindet und sich in einer Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt, wobei die Schutzabdeckung eine Schutzfläche aufweist, die sich von einem oberen Abschnitt des Kopfdeckels hin zu der Haube nach oben erstreckt und zu dem hinteren Ende des Fahrzeugs weist, und die Schutzabdeckung so konzipiert ist, dass sich ein oberes Ende der Schutzabdeckung auf gleicher Höhe wie ein hinteres Ende des Strömungsumlenkungselements oder unterhalb des hinteren Endes des Strömungsumlenkungselements befindet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine obere Struktur eines Fahrzeugmotors, die einen Motorkörper, der in einem Motorraum eines Fahrzeugs eingebaut ist und einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf und einen Kopfdeckel umfasst, und eine mit dem Motorkörper verbundene Abgasvorrichtung umfasst, die näher an einem hinteren Ende des Fahrzeugs als der Motorkörper ist und die sich unterhalb des Kopfdeckels befindet: ein Strömungsumlenkungselement, das oberhalb eines hinteren Abschnitts des Kopfdeckels vorgesehen ist, wobei sich das Strömungsumlenkungselement unterhalb einer Haube, die den Motorraum öffnet und schließt, nach hinten und nach unten hin zu der Abgasvorrichtung erstreckt; und eine Schutzabdeckung, die sich hinter dem Strömungsumlenkungselement befindet und sich in einer Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
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Die Schutzabdeckung weist eine Schutzfläche auf, die sich von einem oberen Abschnitt des Kopfdeckels hin zu der Haube nach oben erstreckt und zu dem hinteren Ende des Fahrzeugs weist, und die Schutzabdeckung ist so konzipiert, dass sich ein oberes Ende der Schutzabdeckung auf gleicher Höhe wie ein hinteres Ende des Strömungsumlenkungselement oder unterhalb des hinteren Endes des Strömungsumlenkungselements befindet.
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Das Strömungsumlenkungselement kann hier zum Beispiel eine Oberseite eines hinteren Endabschnitts einer Designabdeckung sein.
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Gemäß dieser Auslegung strömt beispielsweise bei Fortbewegung des Fahrzeugs ein Luftstrom, der durch das sich fortbewegende Fahrzeug erzeugt wird und der in den Motorraum geströmt ist, durch den Spalt zwischen dem Strömungsumlenkungselement, das über dem hinteren Abschnitt des Kopfdeckels angeordnet ist, und wird durch das Strömungsumlenkungselement zu der Abgasvorrichtung geleitet. Damit kann der Luftstrom die Abgasvorrichtung effektiv kühlen.
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Wenn dagegen der Luftstrom nicht in den Motorraum strömt, etwa während das Fahrzeug steht, kann von der Abgasvorrichtung hochsteigende Heißluft beispielsweise entlang der hinteren Fläche des Motorkörpers strömen und kann dann von hinten in den Spalt zwischen einem das Strömungsumlenkungselement bildenden Element und dem Kopfdeckel strömen. Die Schutzabdeckung, die sich in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt, ist aber hinter dem Strömungsumlenkungselement angeordnet. Die Schutzfläche der Schutzabdeckung kann den vorstehend beschriebenen Spalt versperren und kann wiederum die in den Spalt strömende Heißluftmenge reduzieren. Die mit der Schutzfläche in Kontakt gelangende Heißluft wird zudem in der Richtung, in der sich die Schutzfläche erstreckt, hin zu der Haube geleitet. Dies ermöglicht ein Schützen von an der Oberseite des Motors vorgesehenen Teilen vor der Heißluft.
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Ferner ist das obere Ende der Schutzabdeckung so konzipiert, dass es sich auf der gleichen Höhe wie das hintere Ende des Strömungsumlenkungselements oder unterhalb des hinteren Endes des Strömungsumlenkungselements befindet. Gemäß dieser Auslegung kann der Luftstrom, der entlang des Strömungsumlenkungselements geströmt ist, an der Abgasvorrichtung ankommen, ohne von der Schutzabdeckung blockiert zu werden.
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Auf diese Weise kann die vorstehend beschriebene Auslegung die Abgasvorrichtung mit dem durch das sich fortbewegende Fahrzeug erzeugten Luftstrom kühlen, während sie die auf der Oberseite des Motors vorgesehenen Teile schützt.
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Das Strömungsumlenkungselement und die Schutzabdeckung können beide vor einem hinteren Endabschnitt des Kopfdeckels angeordnet sein.
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Die Schutzabdeckung kann in einer Längsrichtung des Fahrzeugs von dem hinteren Ende des Strömungsumlenkungselements beabstandet sein.
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Gemäß dieser Auslegung kann ein Raum zwischen der Schutzabdeckung und dem Strömungsumlenkungselement als Einbauraum für Teile genutzt werden. Da der Einbauraum hinter dem Strömungsumlenkungselement ausgebildet ist, strömt der von dem Strömungsumlenkungselement gelenkte Luftstrom teilweise in den Einbauraum. Gemäß dieser Auslegung können zwischen der Schutzabdeckung und dem Strömungsumlenkungselement angeordnete Teile gekühlt werden.
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Die obere Struktur kann weiterhin umfassen: eine Designabdeckung, die den Kopfdeckel von oben bedeckt und von sowohl dem Kopfdeckel als auch der Haube, die den Motorraum öffnet und schließt, vertikal beabstandet ist. Eine Oberseite eines hinteren Endabschnitts der Designabdeckung kann als Strömungsumlenkungselement ausgelegt sein, die Schutzabdeckung und der Kopfdeckel können eine Ausnehmung ausbilden, die der Designabdeckung bezüglich der Schutzabdeckung gegenüberliegt und sich nach hinten öffnet. Die Schutzabdeckung kann ein Durchgangsloch aufweisen, durch das ein zwischen der Schutzabdeckung und dem Strömungsumlenkungselement ausgebildeter Raum mit einem Bodenabschnitt der Ausnehmung kommunizieren kann. Das Durchgangsloch kann näher an einem vorderen Ende des Fahrzeugs als ein hinterer Endabschnitt des Kopfdeckels und die Schutzfläche sein.
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Untersuchungen der vorliegenden Erfinder zu verschiedenen Auslegungen zeigten, dass die vorstehend beschriebene Auslegung die Abgasvorrichtung mit dem durch das sich fortbewegende Fahrzeug erzeugten Luftstrom effektiv kühlt, während sie die an der Oberseite des Motors vorgesehenen Teile schützt.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Auslegung kann mit anderen Worten während eines Beschleunigens des Durchtretens des Luftstroms durch das Durchgangslochs und wiederum des Kühlens der Abgasvorrichtung verhindert werden, dass die Heißluft durch das Durchgangsloch in den Spalt strömt.
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Das Anordnen des Durchgangslochs vor dem hinteren Endabschnitt des Kopfdeckels und der Schutzfläche ist insbesondere beim Reduzieren der durch das Durchgangsloch in den Spalt strömenden Heißluft effektiv.
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Ein oberer Endabschnitt der Schutzabdeckung kann mit einem zweiten Strömungsumlenkungselement versehen sein, das nach oben weist und sich nach hinten und nach unten in einer Längsrichtung des Fahrzeugs hin zu der Abgasvorrichtung erstreckt.
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Gemäß dieser Auslegung ermöglicht das Vorsehen des zweiten Strömungsumlenkungselements ein zuverlässigeres Leiten des Luftstroms zu der Abgasvorrichtung. Dies unterstützt das Kühlen der Abgasvorrichtung mit dem durch das sich fortbewegende Fahrzeug erzeugten Luftstrom, während die auf der Oberseite des Motors vorgesehenen Teile geschützt werden.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kühlt die obere Struktur des Fahrzeugmotors die Abgasvorrichtung mit dem durch das sich fortbewegende Fahrzeug erzeugten Luftstrom, während die an der Oberseite des Motors vorgesehenen Teile geschützt werden.
- 1 ist eine Seitenansicht, die einen vorderen Abschnitt eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der eine obere Fahrzeugmotor-Struktur umfasst, zeigt;
- 2 ist eine Längsquerschnittansicht, die einen hinteren Endabschnitt des Motors zeigt.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht, die den hinteren Endabschnitt des Motors zeigt.
- 4 ist eine Draufsicht, die den Motor zeigt.
- 5 zeigt den Motor von hinten aus gesehen.
- 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Schutzabdeckung schräg von oben gesehen.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht der Schutzabdeckung schräg von unten gesehen.
- 8 zeigt die an dem Motor angebrachte Schutzabdeckung.
- 9 zeigt vom Konzept her, wie ein durch ein sich fortbewegendes Fahrzeug erzeugter Luftstrom strömt, während das Fahrzeug sich fortbewegt.
- 10 zeigt vom Konzept her, wie Heißluft strömt, während das Fahrzeug steht.
- 11 zeigt eine Auslegung, bei der eine Designabdeckung und eine Schutzabdeckung miteinander integriert sind, und entspricht 2.
- 12 zeigt eine Innenkonfiguration für eine Abgasvorrichtung.
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Nun wird eine obere Struktur eines Fahrzeugmotors unter Verweis auf die Zeichnungen beschrieben. Zu beachten ist, dass die folgende Beschreibung veranschaulichend ist. 1 ist eine Seitenansicht, die einen vorderen Abschnitt eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der eine obere Fahrzeugmotor-Struktur gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst, zeigt. 2 ist eine Längsquerschnittansicht, die einen hinteren Endabschnitt des Motors zeigt. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die den hinteren Endabschnitt zeigt. 4 ist ferner eine Draufsicht auf den Motor. 5 zeigt den Motor von hinten aus gesehen.
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Ein Kraftfahrzeug 100 ist als Fahrzeug mit Frontmotor und Vorderradantrieb ausgelegt. Eine (nicht gezeigte) Antriebswelle, die Vorderräder antreibt, und ein Motor 1, der mit der Antriebswelle gekoppelt ist, sind mit anderen in einem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeugs 100 zueinander benachbart. Die rechte Seite des Papiers, auf dem 1 gezeichnet ist, entspricht somit der Vorderseite des Kraftfahrzeugs 100.
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Der Begriff „Vorderseite“ bezeichnet in der folgenden Beschreibung die „vordere“ Seite des Kraftfahrzeugs 100 und entspricht der rechten Seite des Papiers, auf dem 1 gezeichnet ist. Analog bezeichnet der Begriff „Rückseite“ die „hintere“ Seite des Kraftfahrzeugs 100 und entspricht der linken Seite des Papiers, auf dem 1 gezeichnet ist. Der Begriff „links“ bezeichnet eine Seite des Kraftfahrzeugs 100 in der Querrichtung desselben und entspricht der Rückseite des Papiers, auf dem 1 gezeichnet ist. Der Begriff „rechts“ bezeichnet die andere Seite des Kraftfahrzeugs 100 in der Querrichtung desselben und entspricht der Vorderseite des Papiers, auf dem 1 gezeichnet ist. Analog werden in jeder der anderen Zeichnungen die diesen Begriffen entsprechenden Richtungen als „Vorderseite“, „Rückseite“, „links“ bzw. „rechts“ bezeichnet.
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Der in dem Kraftfahrzeug 100 eingebaute Motor 1 ist ein Mehrzylinderverbrennungsmotor. Im Einzelnen ist der hierin offenbarte Motor 1 ein Vierzylinderreihenbenziner. Der Motor 1 sollte aber nicht auf einen Benzinmotor beschränkt sein. Eine nachstehend gezeigte obere Struktur kann in einem sogenannten Dieselmotor verwendet werden.
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Der Motor 1 ist in einem Motorraum 101 eingebaut, der in einem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeugs 100 ausgebildet ist. Die rechte Seite des Papiers, auf dem 1 gezeichnet ist, entspricht also der Vorderseite des Kraftfahrzeugs 100. Die linke Seite des Papiers, auf dem 2 gezeichnet ist, entspricht dagegen der Vorderseite des Kraftfahrzeugs 100. Der Motorraum 101 wird mit einer als dessen Bedachung dienenden Haube 102 geöffnet und geschlossen.
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Der Motor 1 ist „quer“ eingebaut, so dass die Richtung, in der die vier Zylinder angeordnet sind, im Wesentlichen mit der Fahrzeugquerrichtung zusammenfällt, und ist als Motor mit Ansaugtrakt vorne und Abgastrakt hinten ausgelegt. D.h. der Motor 1 umfasst einen Motorkörper 10, in dem eine Kurbelwelle (Ausgangswelle) drehbar angeordnet ist, eine Luftansaugvorrichtung 20, die mit einem vorderen Abschnitt des Motorkörpers 10 verbunden ist, und eine Abgasvorrichtung 30, die mit einem hinteren Abschnitt des Motorkörpers 10 verbunden ist. Der Motor 1 umfasst eine Designabdeckung 40, die einen oberen Abschnitt des Motors 1 bedeckt, und eine Schutzabdeckung 50, die an dem hinteren Ende eines oberen Abschnitts des Motorkörpers 10 steht.
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Die Luftansaugvorrichtung 20 lässt Ansaugluft (Frischluft), die in diese von außen eingeleitet wird, durchtreten und befördert die Luft in die Zylinder des Motorkörpers 10. Genauer gesagt umfasst die Luftansaugvorrichtung 20 einen Ansaugkrümmer 21, der als Abschnitt eines Ansaugrohrs dient. Der Ansaugkrümmer 21 ist durch Ansaug-Ports des Motorkörpers 10 mit den Zylindern verbunden.
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Der Motorkörper 10 ist ausgelegt, um in den Zylindern ein Luft-Kraftstoff-Gemisch aus Kraftstoff und von der Luftansaugvorrichtung 20 zugeführter Ansaugluft zu verbrennen. Im Einzelnen umfasst der Motorkörper 10 eine Ölwanne 14, einen Zylinderblock 11, einen an den Zylinderblock 11 angebauten Zylinderkopf 12, der zusammen mit dem Zylinderblock 11 die Zylinder bildet, und einen auf den Zylinderkopf 12 aufgelegten Kopfdeckel 13. Die Ölwanne 14, der Zylinderblock 11, der Zylinderkopf 12 und der Kopfdeckel 13 sind in dieser Reihenfolge in einer vertikalen Richtung von unten nach oben angeordnet. Durch Verbrennen des Luft-Kraftstoff-Gemisches erzeugte Leistung wird durch die in dem Zylinderblock 11 drehbar angeordnete Kurbelwelle 15 nach außen geliefert.
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13 zeigt eine Auslegung für einen den Kopfdeckel 13 umgebenden Bereich. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, weist der Kopfdeckel 13 eine rechteckige Form auf, die in der Fahrzeugquerrichtung langgestreckt ist. In einen mittleren Abschnitt des Kopfdeckels 13 sind in der Längsrichtung des Fahrzeugs vier Zündkerzen 18, die auf der Oberseite des Motors 1 vorgesehene beispielhafte Teile sind, eingeführt, wobei sie in der Fahrzeugquerrichtung Seite an Seite angeordnet sind. 3 zeigt nur drei der vier Zündkerzen 18. An einem hinteren Endabschnitt des Kopfdeckels 13 sind ein Auffangbehälter 16 und ein Spülregelventil 17, die ein sogenanntes Spülsystem bilden, angeordnet. Der Auffangbehälter 16 und das Spülregelventil 17 sind mittels eines als dünne Platte konfigurierten Befestigungsmittels 59 befestigt.
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12 zeigt eine Innenkonfiguration für die Abgasvorrichtung 30.
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Die Abgasvorrichtung 30 ist ausgelegt, um durch Verbrennen des Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugtes Abgas aus dem Motorkörper 10 heraus abzulassen. Im Einzelnen umfasst die Abgasvorrichtung 30 ein Abgasrohr 31 (siehe auch 2) mit einem Abgaskrümmer, einen Abgasreinigungskatalysator 32, der stromabwärts des Abgasrohrs 31 angeordnet ist, und einen Isolator 33, der das Abgasrohr 31 und den Abgasreinigungskatalysator 32 aufnimmt. Der Abgaskrümmer ist durch Abgas-Ports des Motorkörpers 10 mit den Zylindern verbunden.
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Wie in 12 gezeigt ist, ist der Abgasreinigungskatalysator 32 unterhalb eines stromaufwärts befindlichen Abschnitts 31a des Abgasrohrs 31, der direkt mit dem Motorkörper 10 verbunden ist, angeordnet.
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In dieser Ausführungsform ist der Isolator 33 näher an dem hinteren Ende des Fahrzeugs als der Motorkörper 10 und befindet sich unterhalb der Oberseite des Kopfdeckels 13, wie in 2 gezeigt ist. Ferner weist die Oberseite des Isolators 33 mehrere Einlässe 33a auf. Die Einlässe 33a erstrecken sich in der Fahrzeugquerrichtung und sind in der Längsrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet (siehe 4). Die Einlässe 33a kommunizieren mit einem Raum in dem Isolator 33. Der vorstehend beschriebene stromaufwärts befindliche Abschnitt 31a befindet sich unmittelbar unterhalb der Einlässe 33a. Durch die Einlässe 33a in den Isolator 33 strömende Luft wird somit gegen den stromaufwärts befindlichen Abschnitt 31 a des Abgasrohrs 31 geblasen.
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Die Designabdeckung 40 ist konzipiert, um das Design des Motors 1 zu verbessern. Wie in 1, 2 und 4 sowie anderen Figuren gezeigt ist, ist die Designabdeckung 40 im Einzelnen sowohl von der Haube 102 als auch dem Kopfdeckel 13 vertikal beabstandet und ist von oben auf die Luftansaugvorrichtung 20 und den Motorkörper 10 gelegt.
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Die Designabdeckung 40 ist genauer gesagt als dünne Platte ausgelegt, die wie in 4 gezeigt in der Fahrzeugquerrichtung langgestreckt ist. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, wird die Designabdeckung 40 von dem Ansaugkrümmer 21 und dem Kopfdeckel 13 von unten gelagert. Während die Oberseite der Designabdeckung 40 zur Haube 102 weist, weist die Unterseite der Designabdeckung 40 zu dem Ansaugkrümmer 21 und dem Kopfdeckel 13.
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Die Designabdeckung 40 erstreckt sich nach hinten, wobei sie sanft nach oben ragend gebogen ist. In dieser Ausführungsform befindet sich ein hinterer Endabschnitt der Designabdeckung 40 etwas vor einem hinteren Endabschnitt des Kopfdeckels 13. Der hintere Endabschnitt des Kopfdeckels 13 ist somit nicht von der Designabdeckung 40 bedeckt, so dass von oben auf den Motor 1 gesehen der Auffangbehälter 16 und das Spülregelventil 17 freiliegen (siehe 4).
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Wie in 2 gezeigt ist, bildet die Oberseite des hinteren Endabschnitts der Designabdeckung 40 ein erstes Strömungsumlenkungselement 40a, das sich von nahe der Haube 102 nach unten und hinten in der Längsrichtung des Fahrzeugs hin zu der Abgasvorrichtung 30 erstreckt. Das erste Strömungsumlenkungselement 40a ist konkret als Fläche ausgelegt, die sich nach hinten hin zu einem Einbauraum S, in dem der Auffangbehälter 16 und das Spülregelventil 17 aufgenommen sind, und den Einlässen 33a, die sich hinter dem Einbauraum S befinden, erstreckt. Wenn beispielsweise ein durch ein sich fortbewegendes Fahrzeug erzeugter Luftstrom, der in den Motorraum 101 geleitet wird, entlang des ersten Strömungsumlenkungselements 40a strömt, wird der Luftstrom folglich hin zu dem Einbauraum S und den Einlässen 33a geleitet (siehe die in 9 gezeigten Pfeile F1 und F2). Zu beachten ist, dass das erste Strömungsumlenkungselement 40a ein beispielhaftes „Strömungsumlenkungselement“ ist.
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Zu beachten ist, dass sich wie vorstehend beschrieben der hintere Endabschnitt der Designabdeckung 40 vor dem hinteren Endabschnitt des Kopfdeckels 13 befindet. Wie zum Beispiel in 4 gezeigt ist, befindet sich somit das erste Strömungsumlenkungselement 40a ebenfalls vor dem hinteren Endabschnitt des Kopfdeckels 13.
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Wie in 1-5 gezeigt ist, umfasst der Motor 1 gemäß dieser Ausführungsform ferner eine Schutzabdeckung 50, die sich hinter der Designabdeckung 40 (dem ersten Strömungsumlenkungselement 40a) befindet und sich in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Die Schutzabdeckung 50 steht nahe dem hinteren Endabschnitt des Kopfdeckels 13 und ist zwischen dem hinteren Endabschnitt der Designabdeckung 40 und dem hinteren Endabschnitt des Kopfdeckels 13 angeordnet, wie in 2 gezeigt ist. Wie nachstehend beschrieben ist die Schutzabdeckung 50 konzipiert, um verschiedene Teile vor von der Abgasvorrichtung 30 hochsteigender Heißluft zu schützen, ohne den von dem ersten Strömungsumlenkungselement 40a gelenkten Luftstrom zu blockieren (siehe den in 10 gezeigten Pfeil F3). Beispiele für solche Heißluft umfassen Heißluft, die von einem Raum in dem Isolator 33 durch die Einlässe 33a abgelassen wird, und Heißluft, die von der gesamten Oberfläche des Isolators 33 abgegeben wird.
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Die Schutzabdeckung 50 bildet den vorstehend beschriebenen Einbauraum S aus. Im Einzelnen ist die Schutzabdeckung 50 in der Längsrichtung des Fahrzeugs, wie in 4 gezeigt, bei einem Abstand W von dem hinteren Ende der Designabdeckung 40 beabstandet. Zwischen der Designabdeckung 40 und der Schutzabdeckung 50 ist ein dem Abstand W entsprechender Spalt ausgebildet, um den Einbauraum S festzulegen.
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6 zeigt die Schutzabdeckung 50 schräg von oben gesehen. 7 zeigt die Schutzabdeckung 50 schräg von unten gesehen. Wie in 6 und 7 gezeigt ist, ist die Schutzabdeckung 50 ein Element, das als dünne Platte ausgelegt ist, und ist zu einem U-förmigen Querschnitt gebogen, der sich nach vorne öffnet. Im Einzelnen umfasst die Schutzabdeckung 50 einen horizontalen Plattenabschnitt 51, der sich entlang einer im Wesentlichen horizontalen Ebene erstreckt, einen vertikalen Plattenabschnitt 52, der sich von einer Seite des horizontalen Plattenabschnitts 51 vertikal nach oben erstreckt, und einen geneigten Abschnitt 53, der sich von dem oberen Ende des vertikalen Plattenabschnitts 52 schräg nach oben und vorne erstreckt.
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Nun werden alle Abschnitte der Schutzabdeckung 50 beschrieben.
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Der horizontale Plattenabschnitt 51 weist im Wesentlichen eine rechteckige Form mit langen Seiten, die sich in der Fahrzeugquerrichtung erstrecken, und kurzen Seiten, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, auf. Der horizontale Plattenabschnitt 51 ist durch das vorstehend beschriebene Befestigungsmittel 59 an dem Kopfdeckel 13 angebracht, auch wenn auf eine eingehende Beschreibung desselben verzichtet wird. Der horizontale Plattenabschnitt 51 und das obere Ende eines hinteren Abschnitts des Kopfdeckels 13 bilden eine Ausnehmung 60, die sich nach hinten öffnet. Wie in 2 gezeigt ist, ist im Einzelnen das obere Ende des hinteren Abschnitts des Kopfdeckels 13 mit einer Stufe versehen, die einen Querschnitt aufweist, der einen im Wesentlichen rechten Winkel bildet. Diese Stufe ist von dem horizontalen Plattenabschnitt 51 von oben bedeckt, um die Ausnehmung 60 auszubilden, die sich horizontal öffnet. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Ausnehmung 60 bezüglich des horizontalen Plattenabschnitts 51 gegenüber dem Einbauraum S, genauer gesagt unterhalb des Einbauraums S:
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Der horizontale Plattenabschnitt 51 weist ferner mehrere Durchgangslöcher 51a auf, durch die der Einbauraum S und ein Bodenabschnitt (siehe 8) 61 der Ausnehmung 60 miteinander kommunizieren. Die Durchgangslöcher 51a sind konkret in der Fahrzeugquerrichtung angeordnet und sind jeweils halbkreisförmig, wie in 7 gezeigt ist. Diese Auslegung ermöglicht es den Durchgangslöchern 51a und einer Wandfläche des Kopfdeckels 13, Lüftungslöcher zu bilden, durch die ein durch das sich fortbewegende Fahrzeug erzeugter Luftstrom tritt, wie in 8 gezeigt ist. Der zu dem Einbauraum S gelenkte Luftstrom bläst durch die Durchgangslöcher 51a zu dem Bodenabschnitt 61 der Aussparung 60 (siehe den in 9 gezeigten Pfeil F2).
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Die Durchgangslöcher 51a sind näher an dem vorderen Ende des Fahrzeugs als der hintere Endabschnitt des Kopfdeckels 13 und eine Schutzfläche 52a des vertikalen Plattenabschnitts 52, wie zum Beispiel in 2 gezeigt ist. Zu beachten ist, dass nur ein Durchgangsloch 51a vorgesehen werden könnte. Im Einzelnen sind die Durchgangslöcher 51a in der Fahrzeugquerrichtung gesehen zumindest vor dem Auffangbehälter 16 und dem Spülregelventil 17, die vorstehend beschrieben wurden, angeordnet.
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Der vertikale Plattenabschnitt 52 weist indessen eine Rechteckform mit im Wesentlichen langen Seiten, die sich in der Fahrzeugquerrichtung erstrecken, und kurzen Seiten, die sich im Wesentlichen vertikal erstrecken, auf, wie in 2-7 gezeigt ist. Der vertikale Plattenabschnitt 52 weist die Schutzfläche 52a auf, die nach hinten weist (nach hinten gerichtet ist) und sich von nahe dem Kopfdeckel 13 hin zur Haube 102 nach oben erstreckt (in dieser Ausführungsform vertikal nach oben).
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Die Schutzfläche 52a bildet eine hintere Fläche des vertikalen Plattenabschnitts 52 und ist konzipiert, um auf der Oberseite des Motors 1 vorgesehene Teile (etwa die Zündkerzen 18, den Auffangbehälter 16 und das Spülregelventil 17) vor Heißluft abzuschirmen, die von der Abgasvorrichtung 30 hochsteigt, wie nachstehend beschrieben wird.
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Zurück nun zu der Beschreibung der gesamten Schutzabdeckung 50 ist die Schutzabdeckung 50 so konzipiert, dass sich ihr oberes Ende unterhalb des hinteren Endes des ersten Strömungsumlenkungselements 40a befindet, wie durch die in 2 gezeigte Höhe H angedeutet ist.
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Wie in 2-7 gezeigt ist, ist der geneigte Abschnitt 53 als rechteckiger dünner Plattenabschnitt mit langen Seiten, die sich in der Fahrzeugquerrichtung erstrecken, und kurzen Seiten, die sich bezüglich einer horizontalen Ebene schräg nach oben erstrecken, ausgebildet. Der geneigte Abschnitt 53, der als oberer Endabschnitt der Schutzabdeckung 50 dient, weist ein zweites Strömungsumlenkungselement 53a auf, das nach oben weist und sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs von nahe der Haube 102 hin zu der Abgasvorrichtung 30 nach hinten erstreckt. Konkret erstreckt sich das zweite Strömungsumlenkungselement 53a im Wesentlichen parallel zu dem ersten Strömungsumlenkungselement 40a und erstreckt sich, wie in 2 gezeigt, nach hinten hin zu den Einlässen 33a des Isolators 33. Ein Teil des Luftstroms, der entlang des ersten Strömungsumlenkungselements 40a geströmt ist, das durch einen Raum oberhalb des Einbauraums S getreten ist, wird von dem zweiten Strömungsumlenkungselement 53a zu den Einlässen 33a gelenkt (siehe den in 9 gezeigten Pfeil F1). Zu beachten ist, dass das zweite Strömungsumlenkungselement 53a ein beispielhaftes „zweites Strömungsumlenkungselement“ ist.
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9 zeigt vom Konzept her, wie ein durch ein sich fortbewegendes Fahrzeug erzeugter Luftstrom strömt, während das Fahrzeug sich fortbewegt. 10 zeigt vom Konzept her, wie Heißluft strömt, während ein Fahrzeug steht.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Auslegung strömt zum Beispiel während der Fortbewegung des Kraftfahrzeugs 100 der Luftstrom, der durch einen Kühlergrill in den Motorraum 101 geströmt ist, durch den Spalt zwischen der Designabdeckung 40 und der Haube 102 und wird von dem ersten Strömungsumlenkungselement 40a zu der Abgasvorrichtung 30 gelenkt, wie durch die in 9 gezeigten Pfeile F1 und F2 angedeutet ist. Der zu der Abgasvorrichtung 30 gelenkte Luftstrom wird gegen die Oberfläche des Isolators 33 geblasen und strömt durch die Einlässe 33a in den Isolator 33. Die Abgasvorrichtung 30 kann somit effektiv gekühlt werden.
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Bei einem Motor muss die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 32 allgemein in einen vorbestimmten Aktivierungstemperaturbereich gebracht werden. Um diesem Bedarf durch Software Rechnung zu tragen, ist es denkbar, die Temperatur eines Abgases zum Beispiel durch Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses anzupassen. Das Miteinanderkombinieren einer solchen Software-Gegenmaßnahme und der vorstehend beschriebenen Hardware-Gegenmaßnahme trägt insbesondere dazu bei, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 32 in den Aktivierungstemperaturbereich zu bringen und den Abgasreinigungskatalysator 32 wiederum in einem hoch aktiven Zustand zu halten.
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Im Einzelnen wird die Luft, die durch die Einlässe 33a in den Isolator 33 geströmt ist, wie vorstehend beschrieben gegen den stromaufwärts befindlichen Abschnitt 31a des Abgasrohrs 31 geblasen. Diese Auslegung kann die Temperatur eines Abgases reduzieren, das noch durch den Abgasreinigungskatalysator 32 treten muss. Somit kann der Abgasreinigungskatalysator 32 in einem hoch aktiven Zustand gehalten werden. Da sich der Abgasreinigungskatalysator 32 unterhalb des stromaufwärts befindlichen Abschnitts 31a befindet, wird ferner ein Teil des Luftstroms, der den stromaufwärts befindlichen Abschnitt 31a gekühlt hat, ebenfalls gegen den Abgasreinigungskatalysator 32 geblasen. Dies trägt dazu bei, den Abgasreinigungskatalysator 32 in einem hoch aktiven Zustand zu halten.
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In dieser Ausführungsform ist die Schutzabdeckung 50 mit der Schutzfläche 52a hinter der Designabdeckung 40 angeordnet. Diese Schutzfläche 52a erstreckt sich von einem oberen Abschnitt des Kopfdeckels 13 hin zur Haube 102. Aus diesem Grund wird abhängig von der Größe der Schutzfläche 52a der Luftstrom, der entlang des ersten Strömungsumlenkungselements 40a geströmt ist, gegen die Vorderfläche der Schutzabdeckung 50 geblasen. Dies kann das Lenken des Luftstroms zu der Abgasvorrichtung 30 behindern und kann wiederum zu einem Problem beim Kühlen der Abgasvorrichtung 30 führen. Die Schutzabdeckung 50 gemäß dieser Ausführungsform ist aber so konzipiert, dass sich ihr oberes Ende unterhalb des hinteren Endes des ersten Strömungsumlenkungselements 40a befindet. Gemäß dieser Auslegung kann der Luftstrom, der entlang des ersten Strömungsumlenkungselements 40a geströmt ist, zu der Abgasvorrichtung 30 geleitet werden, ohne von der Schutzabdeckung 50 blockiert zu werden.
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Wenn dagegen der Luftstrom nicht in den Motorraum strömt, etwa während das Fahrzeug steht, kann von der Abgasvorrichtung 30 hochsteigende Heißluft beispielsweise entlang der hinteren Fläche des Motorkörpers 10 strömen und kann dann von hinten in den Spalt zwischen der Designabdeckung 40 und dem Kopfdeckel 13 strömen. Die in den Spalt strömende Heißluft könnte ungünstigerweise ein Erodieren von Teilen, die auf der Oberseite des Motors 1 vorgesehen sind, hervorrufen. Wie aber vorstehend beschrieben ist, ist die sich in der Fahrzeugquerrichtung erstreckende Schutzabdeckung 50 hinter der Designabdeckung 40 angeordnet. Die Schutzfläche 52a der Schutzabdeckung 50 kann den Spalt zwischen der Designabdeckung 40 und dem Kopfdeckel 13 absperren und kann wiederum die in den Spalt strömende Heißluftmenge reduzieren. Wie durch den in 10 gezeigten Pfeil F3 angedeutet wird, wird zudem die mit der Schutzfläche 52a in Kontakt gelangende Heißluft in der Richtung, in der sich die Schutzfläche 52a erstreckt, hin zur Haube 102 gelenkt. Dies ermöglicht ein Schützen der an der Oberseite des Motors vorgesehenen Teile vor der Heißluft.
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Die vorstehende Konfiguration ermöglicht es der Schutzabdeckung 50, die Abgasvorrichtung 30 mit dem durch das sich fortbewegende Fahrzeug erzeugten Luftstrom zu kühlen, während die an der Oberseite des Motors 1 vorgesehenen Teile geschützt werden (etwa die Zündkerzenteile 18, der Auffangbehälter 16 und das Spülregelventil 17).
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Da der Einbauraum S hinter dem ersten Strömungsumlenkungselement 40a angeordnet ist, strömt zudem der durch das erste Strömungsumlenkungselement 40a gelenkte Luftstrom teilweise in den Einbauraum S. Somit können die Teile gekühlt werden.
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Untersuchungen der vorliegenden Erfinder zu verschiedenen Auslegungen zeigten, dass die wie vorstehend beschrieben ausgelegten Durchgangslöcher 51a die Abgasvorrichtung 30 mit dem durch das sich fortbewegende Fahrzeug erzeugten Luftstrom effektiv kühlen, während die an der Oberseite des Motors 1 vorgesehenen Teile geschützt werden.
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Während das Treten des Luftstroms durch die Durchgangslöcher 51a zu der Abgasvorrichtung 30 und wiederum das Kühlen der Abgasvorrichtung 30 beschleunigt werden, kann mit anderen Worten verhindert werden, dass die Heißluft durch die Durchgangslöcher 51a in den Spalt strömt.
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Das Anordnen der Durchgangslöcher 51a vor dem hinteren Endabschnitt des Kopfdeckels 13 und der Schutzfläche 52a ist insbesondere beim Reduzieren der durch die Durchgangslöcher 51a in den Spalt strömenden Heißluft effektiv.
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Die das zweite Strömungsumlenkungselement 53a umfassende Schutzabdeckung 50 ermöglicht ein zuverlässigeres Lenken des Luftstroms zu der Abgasvorrichtung 30. Dies unterstützt das Kühlen der Abgasvorrichtung 30 mit dem durch das sich fortbewegende Fahrzeug erzeugten Luftstrom, während die auf der Oberseite des Motors 1 vorgesehenen Teile geschützt werden.
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«Andere Ausführungsformen»
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Die Auslegung sowohl des ersten als auch des zweiten Strömungsumlenkungselements 40a und 53a sollte nicht auf die vorstehend beschriebene Auslegung beschränkt werden. Sowohl das erste als auch das zweite Strömungsumlenkungselement 40a und 53a können zum Beispiel eine gebogene Fläche, die sanft nach oben ragt, oder eine flache geneigte Fläche, die sich hin zur Abgasvorrichtung 30 erstreckt, aufweisen.
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In der vorstehenden Ausführungsform befindet sich das obere Ende der Schutzabdeckung 50 unterhalb des hinteren Endes des ersten Strömungsumlenkungselements 40a. Diese Auslegung ist aber lediglich ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung. Zum Beispiel kann das obere Ende der Schutzabdeckung 50 auf der gleichen Höhe wie das hintere Ende des ersten Strömungsumlenkungselements 40a sein.
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In der vorstehenden Ausführungsform sind die Designabdeckung 40 und die Schutzabdeckung 50 als separate Teile ausgelegt. Diese Auslegung ist aber lediglich ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung. Zum Beispiel können die Designabdeckung 40 und die Schutzabdeckung 50 miteinander integriert sein.
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11 zeigt eine Auslegung, bei der eine Designabdeckung und eine Schutzabdeckung miteinander integriert sind, und entspricht 2. In dem in 11 gezeigten Beispiel sind eine Designabdeckung 1040 und eine Schutzabdeckung 1050 miteinander integriert. In diesem Beispiel bilden ein erstes Strömungsumlenkungselement 1040a, ein zweites Strömungsumlenkungselement 1053a und eine Schutzfläche 1052a eine durchgehende Fläche.
