DE60100167T2

DE60100167T2 - Abgassystem einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60100167T2
Application number: DE60100167T
Authority: DE
Inventors: Hidenori Suzuki; Masayuki Uegane
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: EP1149993B1; US20010035155A1; JP2001303948A; US6374600B2; EP1149993A1; JP3497443B2; DE60100167D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug oder hauptsächlich ein Kraftfahrzeugmotorabgassystem, worin Paar vorderer und hinterer Zylinderbänke eines Motors, deren Kurbelwelle sich in Querrichtung einer Fahrzeugkarosserie erstreckt, in einer Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, und worin ein vorderes Abgasrohr und ein hinteres Abgasrohr, die jeweils an Auslassöffnungen der vorderen Zylinderbank und Auslassöffnungen der hinteren Zylinderbank über Abgaskrümmer angeschlossen sind, mit einem gemeinsamen Abgassammelrohr an einem Sammelabschnitt unter dem Motor verbunden sind.
Herkömmlich ist in einem Abgassystem für einen sogenannten Quer-V- oder liegenden Boxermotor, in dem zwei vordere und hintere Zylinderbänke in Längsrichtung einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, wobei eine Kurbelwelle sich quererstreckend angeordnet ist, ein Fahrzeugabgassystem bekannt, in dem ein vorderes Abgasrohr und ein hinteres Abgasrohr, die jeweils an die vordere Zylinderbank und die hintere Zylinderbank über Abgaskrümmer angeschlossen sind, mit einem gemeinsamen Abgasrohr an einem Sammelabschnitt unter dem Motor verbunden sind (siehe japanische ungeprüfte Gebrauchsmusterschrift Sho 62-67921).
Jedoch wird bei dem herkömmlichen Fahrzeugabgassystem das vordere Abgasrohr, das mit der vorderen Zylinderbank verbunden ist, dazu gebracht, sich von vor dem Motor zu dem Sammalabschnitt unter dem Motor zu erstrecken, während das hintere Abgasrohr, das mit der hinteren Zylinderbank verbunden ist, dazu gebracht wird, sich von hinter dem Motor zu dem Sammelabschnitt unter dem Motor zu erstrecken, und die vorderen und hinteren Abgasrohre sind im Wesentlichen rechtwinklig an dem Sammelabschnitt kombiniert. Dies verursacht ein Problem, dass eine Vermeidung einer Störung von Abgasflüssen von den zwei Abgasrohren an dem Sammelabschnitt nicht möglich ist, und im Ergebnis ein Störgeräusch der Abgasflüsse erzeugt wird, was eine Ursache eines Fahrzeuggeräusches darstellt. Zusätzlich wurde ein Problem verursacht, das die Störung der Abgasflüsse den Abgaswiderstand erhöht, was dann die Abgasströmungsrate reduziert, was eine Minderung der Motorleistung verursacht.
Die JP-600 50215 offenbart ein Fahrzeugmotorabgassystem nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7. Dort ist der Sammelabschnitt hinter dem Motor angeordnet. Die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre führen in den Sammelabschnitt in einer nebeneinanderliegenden Anordnung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Situationen durchgeführt, und ein prinzipielles Ziel davon ist es, ein neues Fahrzeugmotorabgassystem anzugeben, das die vorgenannten Probleme lösen kann, indem es die vorderen und hinteren Abgasrohre, das gemeinsame Abgassammelrohr und den Verbindungsabschnitt dieser Abgasrohre verbessert.
Im Hinblick darauf, das Ziel zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Fahrzeugmotorabgassystem angegeben, in dem ein Paar vorderer und hinterer Zylinderbänke eines Motors, dessen Kurbelwelle sich in Querrichtung einer Fahrzeugkarosserie erstreckt, in einer Längsrichtung einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, und worin ein vorderes Abgasrohr und ein hinteres Abgasrohr, die jeweils an Auslassöffnungen der vorderen Zylinderbank und Auslassöffnungen der hinteren Zylinderbank über Abgaskrümmer angeschlossen sind, mit einem gemeinsamen Abgassammelrohr an einem Sammelabschnitt unter dem Motor verbunden sind. In dem Abgassystem sind Endabschnitte an der Sammelabschnittseite des vorderen Abgasrohrs und des hinteren Abgasrohrs nebeneinander in derselben Richtung so angeordnet, dass sie mit dem gemeinsamen Abgassammelrohr verbunden sind, wodurch Abgase, die durch die vorderen und hinteren Abgasrohre fließen, in das gemeinsame Abgassammelrohr in derselben Richtung fließen können. Gemäß dem Merkmal des ersten Aspekts der Erfindung ist es möglich, die Abgasflüsse von beiden Abgasrohren an dem Sammelabschnitt so zu kombinieren, dass sie in derselben Richtung fließen, wodurch dann, im Vergleich zu dem herkömmlichen Abgassystem, die Störung der Abgasflüsse merklich reduziert werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, die Probleme der Entstehung von Störgeräuschen durch die Störung der Abgasflüsse und die Minderung in der Motorleistung zu lösen.
Zusätzlich zum obigen werden in dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung das vordere Abgasrohr und das hintere Abgasrohr dazu gebracht, sich von den Abgaskrümmern jeweils nach unten zu erstrecken, worin das vordere Abgasrohr und das hintere Abgasrohr unter den Motor geführt werden, indem das vordere Abgasrohr zur Rückseite des Motors und das hintere Abgasrohr zur Vorderseite des Motors gebogen sind, wonach eines oder beide des vorderen Abgasrohrs und des hinteren Abgasrohrs erneut gebogen sind, sodass die Enden der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre nebeneinander in derselben Richtung angeordnet sind, sodass sie mit dem gemeinsamen Abgassammelrohr verbunden sind, und worin Passflächen, die einander gegenüberliegen, jeweils an Seiten der vorderen und hinteren Abgasrohre ausgebildet sind, die einander benachbart sind, wobei die Passflächen relativ zu einer Ebene geneigt sind, die durch die Mitten der zwei vorderen und hinteren Abgasrohre hindurchgeht.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass die thermische Ausdehnung der Abgasrohre entlang den Passflächen der Abgasrohre als eine Kraft wirkt, um eine Verlagerung zwischen den Passflächen zu verursachen, um hierdurch die Befestigungskraft an dem Sammelabschnitt der Abgasrohre und die Festigkeit der Bauteile an dem Sammelabschnitt substanziell zu verbessern.
Ferner ist es in der oben erwähnten Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Enden an der Sammelabschnittseite des vorderen Abgasrohrs und des hinteren Abgasrohrs so ausgebildet sind, dass sie jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt haben, wodurch Flachseitenabschnitten der halbkreisförmigen Endabschnitte die Funktion als Passflächen gegeben wird, sodass die Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre nebeneinander in derselben Richtung angeordnet sind, sodass sie an das gemeinsame Abgassammelrohr mit einem kreisförmigen Querschnitt angeschlossen sind, und worin ein Ringelement stromauf eines Verbindungsabschnitts zwischen den Endabschnitten an der Sammelabschnittseite der vorderen und hinteren Abgasrohre und dem gemeinsamen Abgassammelrohr vorgesehen ist, welches dazu ausgelegt ist, auf einen Außenumfang der Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der vorderen und hinteren Abgasrohre zu passen, um die Endabschnitte an der Sammelabschnittseite integral zu halten.
Gemäß dem oben erwähnten Merkmal ist es möglich, die Kraft zu reduzieren, die auf den Verbindungsabschnitt der Enden der Sammelabschnittseite der vorderen und hinteren Abgasrohre mit dem gemeinsamen Abgassammelrohr wirkt, um eine Verlagerung zwischen den vorderen und hinteren Abgasrohren entlang den Passflächen zu verursachen, wobei infolgedessen die Festigkeit und Dauerhaftigkeit des Verbindungsabschnitts verbessert werden kann.
Darüber hinaus ist es in der oben erwähnten Struktur ferner bevorzugt, dass der Außenumfang der Endabschnitte an der Sammelabschnittsseite der zwei Abgasrohre und das Ringelement an Abschnitten eines Passabschnitts aneinandergeschweißt sind, wo das Ringelement auf den vorderen und hinteren Abgasrohren sitzt, die sich nicht mit Verlängerungen der Passflächen der zwei Abgasrohre schneiden.
Gemäß dieser Struktur ist es möglich, die Belastungszunahme an den Enden der vorderen und hinteren Abgasrohre und dem Ringelement an dem Abschnitt zu lindern, wo die Verlängerungen der Passflächen der zwei Abgasrohre und das Ringelement einander schneiden, wodurch eine Minderung in der Festigkeit und Haltbarkeit der zwei Abgasrohre und des Ringelements auf ein Minimum gedrückt werden kann, wenn das Ringelement und der Außenumfang der Enden der Ablassrohre aneinandergeschweißt werden.
Das oben erwähnte Ziel kann auch durch ein Fahrzeugabgassystem erreicht werden, worin ein Paar vorderer und hinterer Zylinderbänke eines Motors, dessen Kurbelwelle sich in Querrichtung einer Fahrzeugkarosserie erstreckt, in einer Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind. Das Fahrzeugmotorabgassystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
ein vorderes Abgasrohr, das mit einer vorderen Auslassöffnung der vorderen Zylinderbank über einen vorderen Auslasskrümmer verbunden ist;
ein hinteres Abgasrohr, das mit einer hinteren Abgasöffnung der hinteren Zylinderbank über einen hinteren Abgaskrümmer verbunden ist; und
ein gemeinsames Abgassammelrohr, das an beide vordere und hintere Abgasrohre an einem Sammelabschnitt angeschlossen ist, der im Wesentlichen unter dem Motor angeordnet ist; und
ein Ringelement, das Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre integral hält.
Die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre, die dem Sammelabschnitt näher angeordnet sind, sind nebeneinander in derselben Richtung angeordnet, sodass sie mit dem gemeinsamen Abgassammelrohr verbunden werden, wodurch Abgase, die durch die vorderen und hinteren Abgasrohre fließen, in das gemeinsame Abgassammelrohr in derselben Richtung fließen können. Die Endabschnitte der vorderen und hinteren Sbgasrohre, die dem Sammelabschnitt näher angeordnet sind, sind so ausgebildet, dass sie jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt haben. Das Ringelement ist stromauf des Verbindungsabschnitts angeordnet, der durch die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre und das gemeinsame Abgassammelrohr definiert ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines mit einem Abgassystem ausgestatteten Motors;
Fig. 2 ist ein Diagramm, gesehen in einer Richtung, die durch einen Pfeil in Fig. 1 angegeben ist;
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht des Abgassystems, gesehen entlang der Linie;
Fig. 4 ist ein Diagramm, gesehen in Richtung 4, die in Fig. 3 mit einem Pfeil 4 angegeben ist;
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von Fig. 3;
Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 6-6 von Fig. 3; und
Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 6-6 von Fig. 3.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Eine bevorzugte Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Ausführung stellt einen Fall da, wo die vorliegende Erfindung an einem Kraftfahrzeug-Motorabgassystem angewendet ist, und in der folgenden Beschreibung verstehen sich Begriffe wie "vertikal", "quer" und "längs" in Bezug auf die Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Diese Ausführung stellt einen Fall dar, wo ein Abgassystem gemäß der Erfindung an einen Mehrzylindermotor in V-Bauart angesetzt ist, der in einem Kraftfahrzeug quer installiert ist (wobei sich eine Kurbelwelle quer zu einer Fahrzeugkarosserie erstreckt und angeordnet ist). Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines mit einem Abgassystem der Erfindung ausgestatteten Motors, Fig. 2 ist ein Diagramm, gesehen in einer Richtung, die in Fig. 1 mit einem Pfeil 2 angegeben ist, Fig. 3 ist eine Draufsicht, gesehen entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 ist ein Diagramm, gesehen in einer Richtung, die in Fig. 3 mit einem Pfeil 4 angegeben ist, Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 3, Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 3, und Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Motor, der insgesamt mit einem Bezugszeichen E bezeichnet ist, ein Mehrzylindermotor in V-Bauart, der eine vordere Zylinderbank Bf und eine hintere Zylinderbank Br aufweist, und der in der Karosserie des Kraftfahrzeugs quer installiert ist (in einer Richtung, in der sich eine Kurbelwelle mit einer Längsrichtung der Karosserie des Kraftfahrzeugs rechtwinklig schneidet). Die vordere Zylinderbank Bf ist an einer Längsvorderseite des quer installierten Motors derart angeordnet, dass sie nach vorne geneigt ist, während die hintere Zylinderbank Br an einer Längsrückseite des quer installierten Motors derart angeordnet ist, dass sie nach hinten geneigt ist. Dieser Motor ist, von seiner Seite her gesehen, V- förmig ausgebildet.
Die vordere Zylinderbank Bf umfasst einen vorderen Zylinderblock 1f, in dem eine Mehrzahl von Zylindern Cy in der Querrichtung angeordnet ist, und einen vorderen Zylinderkopf 2f, der dazu ausgelegt ist, an der Deckfläche des Zylinderblocks befestigt zu werden, und eine Oberseite des vorderen Zylinderblocks 2f ist mit einem vorderen Kopfdeckel 3f abgedeckt. Zusätzlich umfasst die hintere Zylinderbank Br einen hinteren Zylinderblock 1r, in dem eine Mehrzahl von Zylindern Cy in der Querrichtung angeordnet ist, sowie einen Zylinderkopf 2r, der dazu ausgelegt ist, an einer Deckfläche des Zylinderblocks befestigt zu werden, und eine Oberseite des hinteren Zylinderkopfs 2r ist mit einem hinteren Kopfdeckel 3r abgedeckt. Untere Abschnitte des vorderen Zylinderblocks 1f und des hinteren Zylinderblocks 1r sind integral miteinander hergestellt, und eine gemeinsame Ölwanne 4 ist mit einer offenen Unterseite des integrierten unteren Abschnitts der Zylinderblöcke verbunden. Dann ist eine Kurbelwelle, die sich entlang der Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt, an einer Verbindungsfläche der vorderen und hinteren Zylinderblöcke 1f, 1r mit der Ölwanne 4 drehbar gelagert.
Vordere Ansaugöffnungen 6f und hintere Ansaugöffnungen 6r öffnen sich jeweils in eine Rückfläche des vorderen Zylinderkopfs 2f und eine Vorderfläche des hinteren Zylinyderkopfs 2r, und ein Ansaugsystem In ist mit diesen Ansaugöffnungen 6f, 6r verbunden, um in den Motor E ein Luft- Kraftstoff-Gemisch einzuführen. Somit wird ein herkömmlich bekanntes Ansaugsystem für dieses Ansaugsystem In verwendet, und daher wird die detaillierte Beschreibung der Konstruktion des Ansaugsystems hierin weggelassen, da das Ansaugsystem nicht prinzipieller Faktor der Erfindung ist.
Vordere und hintere Auslassöffnungen 7f, 7r öffnen sich in eine Vorderseite des vorderen Zylinderkopfs 2f und eine Rückseite des hinteren Zylinderkopfs 2r, und ein erfindungsgemäßes Abgassystem Ex ist mit diesen Auslassöffnungen 7f, 7r verbunden, um durch Verbrennung des Motors erzeugte Abgase zur Außenseite des Motors abzugeben.
Als Nächstes wird in Bezug auf die Fig. 2 bis 7 sowie Fig. 1 die Konstruktion des Abgassystems Ex im Detail beschrieben. Ein vorderer Abgaskrümmer 10f, in dem ein geschlossen gekoppelter vertikaler Katalysator 11 angeordnet ist, ist mit der Vorderseite des vorderen Zylinderkopfs 2f des vorderen Zylinderblocks Bf verbunden, und ein stromaufwärtiges Ende eines vorderen Abgasrohrs Ef ist mit einem Ausgang des vorderen Abgaskrümmers 10f verbunden, der nach unten offen ausgeführt ist. Zusätzlich ist ein hinterer Abgaskrümmer 10r, in den ein geschlossen gekoppelter vertikaler Katalysator 11 angeordnet ist, mit der Rückseite des Zylinderkopfs 2r des hinteren Zylinderkopfs Br verbunden, und ein stromaufwärtiges Ende des hinteren Abgasrohrs Er ist mit einem Ausgang des hinteren Abgaskrümmers 10r verbunden, der nach unten offen ausgeführt ist.
Das vordere Abgasrohr Ef ist mit dem Ausgang des vorderen Abgaskrümmers 10f vor dem Motor verbunden und hat einen ersten Abschnitt 13, der dazu gebracht wird, sich von seinem Verbindungsabschnitt mit dem vorderen Abgaskrümmer 10f nach unten zu erstrecken, sowie einen zweiten Abschnitt 15, der dazu gebracht wird, sich in der Längsrichtung unter den Motor E über einen ellbogenartig gekrümmten Abschnitt 14 zu erstrecken, der dem ersten Abschnitt 13 nach unten hin folgt. Eine letztere Hälfte des zweiten Abschnitts 15 ist unter den Motor E geführt, und hat, wie im Detail später beschrieben wird, einen Abschnitt, der neben einem dritten Abschnitt 20 des hinteren Abgasrohrs Er angeordnet ist, welcher Abschnitt so geformt ist, dass er im Querschnitt halbkreisförmig ist. Andererseits ist das hintere Abgasrohr Er mit dem Ausgang des hinteren Abgaskrümmers 10r hinter dem Motor E verbunden und hat einen ersten Abschnitt 17, der dazu gebracht wird, sich von seinem Verbindungsabschnitt mit dem hinteren Abgaskrümmer nach unten zu erstrecken, und einen zweiten Abschnitt 19, der dazu gebracht wird, sich in der Längsrichtung unter den Motor E über einen ellbogenartig gekrümmten Abschnitt 14 nach vorne zu erstrecken, der dem ersten Abschnitt 13 nach unten hin folgt, und den dritten Abschnitt 20, der erneut gebogen (herumgekrümmt) ist, um sich in der Längsrichtung nach hinten zu erstrecken, und dieser dritte Abschnitt hat, wie später im Detail beschrieben wird, einen Abschnitt, der unter den Motor geführt ist, sodass er neben dem zweiten Abschnitt 20 des vorderen Abgaskrümmers Ef angeordnet ist und einen halbkreisförmigen Querschnitt hat.
Wie klar in den Fig. 2, 3 gezeigt, sind die letztere Hälfte des zweiten Abschnitts 15 des vorderen Abgasrohrs Ef, das sich in der Längsrichtung nach hinten erstreckt, und der dritte Abschnitt 20 des hinteren Abgasrohrs Er, der sich in der Längsrichtung nach hinten erstreckt, im Wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet, sodass sie sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken. Daher werden die letztere Hälfte des zweiten Abschnitts 15 des vorderen Abgasrohrs Ef und der dritte Abschnitt 20 des hinteren Abgasrohrs Er, die im Wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet sind, so geformt, wie in den Fig. 6, 7 gezeigt, sodass sie einen halbkreisförmigen Querschnitt haben, und Flachseiten jener Abschnitte 15s, 20s, die jeweils den halbkreisförmigen Querschnitt haben, stellen Passflächen 15f, 20f dar, die einander berühren. Die Passflächen 15f, 20f sind, wie in Fig. 6 gezeigt, um etwa 45 Grad relativ zu einer Ebene P-P geneigt, die durch eine Mitte Ca des zweiten Abschnitts 15 des vorderen Abgasrohrs Ef und eine Mitte Cb des dritten Abschnitts 20 des hinteren Abgasrohrs Er hindurchgeht. Somit dient die Neigung der Passflächen 15f, 20f dazu, eine "Verlagerung" zwischen den Passflächen 15f, 20f zu reduzieren, die durch thermische Ausdehnung der vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er verursacht würde, was in einem späteren Teil beschrieben wird, der die Funktionsweise der Erfindung diskutiert.
Ein stromabwärtiges Ende des vorderen Abgasrohrs Ef oder ein hinteres Ende des zweiten Abschnitts 15 des vorderen Abgasrohrs Ef und ein stromabwärtiges Ende des hinteren Abgasrohrs Er oder ein Hinterende des dritten Abschnitts 20 des hinteren Abgasrohrs Er sammeln sich an einem Vorderende eines gemeinsamen Abgassammelrohrs 22 und werden dann integral in dieses eingesetzt, das dazu gebracht wird, sich in der Längsrichtung unter dem Motor E zur Verbindung damit zu erstrecken.
Ein Ringelement 24 wird auf einen Außenumfang von Endabschnitten an einer Sammelabschnittseite des vorderen Abgasrohrs Ef und des hinteren Abgasrohrs Er, stromauf eines Verbindungsabschnitts der Endabschnitte der Pass- und Verbindungsabschnittseite der zwei Abgasrohre mit dem gemeinsamen Abgassammelrohr 22, aufgesetzt und dann zur Befestigung verschweißt, sodass das Ringelement 24 die Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre integral hält.
Wie klar in Fig. 7 gezeigt, sind in einem Fall, wo das Ringelement 24, das auf den Außenumfang der Endabschnitte der Pass- und Verbindungsabschnittseite des vorderen Abgasrohrs Ef und des hinteren Abgasrohrs Er aufgesetzt ist, an dem Außenumfang der Endabschnitte durch Schweißung befestigt ist, die Endabschnitte der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre Ef, Er und das Ringelement 24 durch Schweißung an Abschnitten des Ringelements 24 aneinander befestigt, die sich nicht mit den Verlängerungen der Passflächen 15f, 20f der Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre Ef, Er schneiden, wodurch es möglich wird, wie im Detail später beschrieben, eine Belastungszunahme an den Endabschnitten an der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre Ef, Er und dem Ringelement 24 an dem Abschnitt, wo die Verlängerungen der Passflächen 15f, 20f und des Ringelements 24 einander schneiden, zu lindern, um es hierdurch möglich zu machen, eine Minderung in der Festigkeit und Haltbarkeit der zwei Abgasrohre Ef, Er und des Ringelements 24 zu unterdrücken.
Das gemeinsame Sammelrohr 22 ist durch ein flexibles Rohr aufgebaut und umfasst, wie in Fig. 5 gezeigt, ein Innenelement 26, das durch ein flexibles Rohr aufgebaut ist, ein Außenelement 27, das ähnlich durch eine flexible Gitterplatte aufgebaut ist, und ein balgenartiges streckbares flexibles Rohr 28, das in einem Ringraumabschnitt zwischen dem Innen- und Außenelement vorgesehen ist.
Ferner ist ein stromabwärtiges Ende des gemeinsamen Abgassammelrohrs 22 mit einem stromaufwärtigen Ende eines anderen stromabwärtigen Abgasrohrs 29 verbunden, dessen stromabwärtiges Ende dazu gebracht wird, sich über einen Katalysator, der unter einem Boden des Fahrzeugs vorgesehen ist, einen Schalldämpfer und dgl. zur Atmosphäre zu öffnen.
Als Nächstes wird die Funktionsweise der Ausführung beschrieben.
Wenn der Motor E Läuft, fließen Abgase, die durch die Verbrennung von Kraftstoff erzeugt werden, von den Auslassöffnungen 7f, 7r in den vorderen und hinteren Zylinderbänken 10f, 10r zu den vorderen und hinteren Abgaskrümmern 10f, 10r und werden durch die geschlossen gekoppelten vertikalen Katalysatoren 11, 11 vorgereinigt. Dann treten die so gereinigten Abgase durch die vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er, sodass sie in dem gemeinsamen Abgassammelrohr 22 zusammenfließen und nachgereinigt und schallgedämpft werden, während sie durch den unter dem Boden befindlichen Katalysator und den Schalldämpfer hindurchtreten, um schließlich zur Atmosphäre abgegeben zu werden.
Da die stromabwärtigen Enden der Sammelabschnittseite des vorderen Abgasrohrs Ef und des hinteren Abgasrohrs Er, d. h. die stromabwärtigen Enden des zweiten Abschnitts 15 des vorderen Abgasrohrs Ef und der dritte Abschnitt 20 des hinteren Abgasrohrs Er nebeneinander mit der gleichen Orientierung angeordnet sind, um sich in dem gemeinsamen Abgassammelrohr 22 zu sammeln, fließen Abgase, die durch die vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er fließen, in dem einzelnen gemeinsamen Abgassammelrohr 22 mit derselben Orientierung zusammen, wodurch die Störung der Abgasflüsse merklich reduziert wird, wenn man dies mit dem herkömmlichen Abgassystem vergleicht, um es hierdurch möglich zu machen, die Probleme der Erzeugung eines Störgeräusches durch die Störung der Abgasflüsse und eine Leistungsminderung des Motors zu lösen.
Da zusätzlich die Temperatur der Abgase, die in den vorderen und hinteren Abgasrohren Ef, Er fließen, extrem hoch ist, haben die vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er die Tendenz, dass sie sich durch die Hitze der Abgase thermisch ausdehnen.
Jedoch haben dort, wo die vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er wie oben beschrieben angeordnet sind, die Abgasrohre Ef, Er die Tendenz, sich an dem Sammelabschnitt entlang den Passflächen 15f, 20f voneinander zu verlagern, da die Richtungen, in denen sich die vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er thermisch ausdehnen, unterschiedlich sind.
Man nehme nun an, dass die Passflächen 15f, 20f parallel zu einer Ebene P-P sind, die durch die Mitten Ca, Cb der zwei Abgasrohre Ef, Er hindurchgeht, die nebeneinander angeordnet sind. Die Richtungen, in denen die jeweiligen Abgasrohre die Abweichtendenz entlang den Passflächen 15f, 20f aufgrund deren thermischer Ausdehnung haben, sind voneinander unterschiedlich, wobei aber der Großteil der thermischen Ausdehnung der jeweiligen Abgasrohre als eine Kraft wirkt, um eine Verlagerung zwischen den jeweiligen Abgasrohren entlang den Passflächen 15f, 20f zu bewirken, und daher sind eine starke Befestigungskraft zum integralen Halten der zwei Abgasrohre bzw. eine starke Festigkeit für den Sammelabschnitt und die jeweiligen Baukomponenten des Sammelabschnitts erforderlich.
Da jedoch bei dieser Ausführung, in der die Passflächen 15f, 20f (mit etwa 45 Grad) relativ zu der Ebene P-P geneigt sind, die durch die Mitten Ca, Cb der zwei Abgasrohre hindurchgeht, die nebeneinander angeordnet sind, wie in Fig. 6 gezeigt, wobei die thermische Ausdehnung (die thermische Ausdehnung in einer Richtung, die in Fig. 3 mit einem Pfeil a bezeichnet ist) des Abgasrohrs, das erneut gebogen ist, oder des hinteren Abgasrohrs Er, ein Teil der thermischen Ausdehnung als Kraft wirkt, um ihr eigenes Abgasrohr über die Passflächen 15f, 20f gegen das passende Abgasrohr zu pressen, da eine thermische Ausdehnungskomponente in einer Richtung, die sich mit einer Richtung zu dem gemeinsamen Abgassammelrohr 22 hin schneidet, groß ist, wobei infolgedessen kein Fall auftreten wird, wo der Großteil der thermischen Ausdehnung als Kraft wirkt, um eine Verlagerung zwischen den Abgasrohren entlang den Passflächen 15f, 20f hervorzurufen. Somit können die Befestigungskraft an dem Sammelabschnitt und die Festigkeit der Baukomponenten des Sammelabschnitts substanziell verbessert werden.
Für den Fall, dass z. B. die Passflächen 15f, 20f um 90 Grad relativ zu der Ebene P-P geneigt sind, die durch die Mitten Ca, Cb der zwei Abgasrohre hindurchgeht, die nebeneinander angeordnet sind, ist es möglich, die Wirkung der thermischen Ausdehnung dahingehend, dass sich die zwei Abgasrohre entlang den Passflächen 15f, 20f voneinander verlagern, höchst wirkungsvoll zu verhindern, da der Großteil der thermischen Ausdehnung des Abgasrohrs, das erneut gebogen ist (das hintere Abgasrohr) als die Kraft wirkt, um ihr eigenes Abgasrohr über die Passfläche gegen das passende Abgasrohr zu pressen.
Der Grund dafür, warum spezifisch die Neigung 45 Grad in dieser Ausführung verwendet wird, anstatt 90 Grad, ist, weil die Biegung an dem Abschnitt, wo das Abgasrohr erneut gebogen ist (der dritte Abschnitt 20 des hinteren Abgasrohrs Er), scharf wird, was ein anderes Problem verursacht, dass die Abgasflussrate an jenem besonderen Abschnitt reduziert ist. Somit kann die Neigung auf etwa 90 Grad gesetzt werden in dem Fall, dass der Durchmesser des Abgasrohrs ausreichend groß ist oder die Reduktion in der Flussrate der Abgase kein Problem darstellt.
Anzumerken ist, dass bei dem Abgasrohr, das nicht gebogen wurde, nachdem es nach unten geführt wurde (das vordere Abgasrohr Ef), die Größe der Kraft zum Verlagern der Abgasrohre entlang den Passflächen sich nicht stark ändert, auch wenn die Neigung der Passflächen 15f, 20f geändert wird, da die thermische Ausdehnung einer Komponente, die sich in Richtung zu dem gemeinsamen Abgassammelrohr 22 hin ausdehnt, groß ist.
Während ferner eine Kraft, die durch Vibrationen der Abgasrohre erzeugt wird, und die Kraft, die durch die thermische Ausdehnung der zwei Abgasrohre erzeugt wird, um die Abgasrohre entlang den Passflächen 15f, 20f voneinander verlagern zu lassen, dazu gebracht werden, auf den Verbindungsabschnitt der Endabschnitte (den Endabschnitt des zweiten Abschnitts des vorderen Abgasrohrs Ef und des Endabschnitts des dritten Abschnitts des hinteren Abgasrohrs Er) der Sammelabschnittseite der vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er mit dem gemeinsamen Abgassammelrohr 22 zu wirken, kann die Kraft, die auf den Verbindungsabschnitt zum Verlagern der Abgasrohre wirkt, reduziert werden, indem das Ringelement 24 auf den Außenumfang der Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der vorderen uns hinteren Abgasrohre Ef, Er stromauf des Sammelabschnitts der Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der vorderen und hinteren Abgasrohre Er und des gemeinsamen Abgsasammelrohrs 22 aufgesetzt werden, um die Endabschnitte an dessen Sammelabschnittseite integral zu halten, wodurch die Festigkeit und Haltbarkeit an dem Verbindungsabschnitt verbessert werden kann.
Darüber hinaus wird in einem Fall, wo das Ringelement 24 auf den Außenumfang der Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der Abgasrohre Ef, Er aufgesetzt wird, eine Belastung, die an den Endabschnitten an der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre und dem Ringelement 24 durch Vibration der Abgasrohre erzeugt wird, und die Kraft, die durch thermische Ausdehnung der Abgasrohre zum Verlagern der Abgasrohre entlang der Passflächen erzeugt wird, an dem Abschnitt am höchsten, wo die Verlängerungen der Passflächen sich mit dem Ringelement 24 schneiden.
Andererseits in einem Fall, wo das Ringelement 24 auf den Außenumfang der Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre Ef, Er aufgesetzt und danach daran befestigt wird, obwohl Mittel ergriffen werden, um das Ringelement 24 und den Außenumfang der Endabschnitte zusammenzuschweißen oder um das Ringelement 24 auf den Außenumfang der Endabschnitte aufzuschrauben, wenn eine Schweißung zur Befestigung derselben verwendet wird, für den Fall, dass das Ringelement 24 und der Außenumfang der Endabschnitte um ihren gesamten Umfang herum miteinander verschweißt werden, wird die Belastung, die an den Endabschnitten der zwei Abgasrohre und dem Ringelement erzeugt wird, an jenem Abschnitt höher, wo die Verlängerungen der Passflächen 15f, 20f sich mit dem Ringelement 24 schneiden, wobei die Festigkeit und Haltbarkeit der zwei Abgasrohre Ef, Er und des Ringelements 24 um ein Ausmaß reduziert werden, um das die Belastung weiter erhöht wird. Wie im Falle der vorigen Ausführung in dem Fall, dass der Außenumfang der Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre Ef, Er und das Ringelement 24 an Abschnitten jenes Abschnitts aneinandergeschweißt sind, wo das Ringelement 24 auf den zwei Abgasrohren Ef, Er sitzt, die sich nicht mit den Verlängerungen der Passflächen 15f, 20f schneiden, wird es in diesem Fall dem Ringelement 24 erlaubt, sich an jenem Abschnitt leicht zu verformen, der sich mit den Verlängerungen der Passflächen 15f, 20f schneidet, wobei infolgedessen ein leichter Spannungsgrad auch an den Endabschnitten der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre zulässig ist. Daher ist es möglich, die Belastungszunahme an den Endabschnitten an der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre Ef, Er und dem Ringelement 24 an jenen Abschnitten zu lindern, wo sich die Verlängerungen der Passflächen 15f, 20f mit dem Ringelement 24 schneiden, wodurch es möglich wird, die Festigkeitsminderung und Haltbarkeit der zwei Abgasrohre Ef, Er und des Ringelements 24 zu unterdrücken, wenn das Ringelement 24 und der Außenumfang der Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre Ef, Er aneinandergeschweißt werden.
Während die Ausführung der Erfindung zuvor beschrieben worden ist, ist somit die Erfindung nicht auf die so beschriebenen Ausführungen beschränkt, und es sind verschiedene Ausführungstypen möglich. Während z. B. die vorderen und hinteren Abgasrohre, unter den Motor geführt sind, wobei das hintere Abgasrohr zwei Mal gebogen ist, kann auch das vordere Abgasrohr oder sowohl das vordere als auch das hintere Abgasrohr so gebogen werden. Obwohl zusätzlich in der Ausführung das erfindungsgemäße Abgassystem in Anwendung bei einem V-Motor beschrieben ist, kann das Abgassystem auch an einem liegenden Boxermotor angewendet werden.
Somit können gemäß dem ersten Aspekt des Erfindung Abgasflüsse von dem vorderen Abgasrohr und dem hinteren Abgasrohr an dem Sammelabschnitt in derselben Fließrichtung zusammenfließen, wodurch die Störung der Abgasflüsse merklich reduziert werden kann, wenn man dies mit dem herkömmlichen Abgassystem vergleicht, wodurch es möglich wird, das Entstehen von Störgeräusch durch die Störung der Abgasflüsse zu reduzieren und das Auftreten einer Midedrung der Motorleistung zu vermeiden.
Zusätzlich kann gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, der durch den ersten Aspekt der Erfindung erzielte Effekt erzielt werden, und darüber hinaus ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass die thermische Ausdehnung der Abgasrohre als die Kraft wirkt, um die Abgasrohre entlang ihren Passflächen voneinander verlagern zu lassen, wodurch es möglich wird, die Befestigungskraft an einem Sammelabschnitt und die Festigkeit der Baukomponenten des Sammelabschnitts zu verbessern.
Ferner kann gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung der gleiche Effekt, wie er durch den ersten Aspekt oder zweiten Aspekt erzielt wird, erzielt werden, und darüber hinaus ist es möglich, die Kraft zu reduzieren, die auf den Verbindungsabschnitt der Endabschnitte an der Sammelabschnittseite der vorderen und hinteren Abgasrohre mit dem gemeinsamen Abgasrohr wirkt, um die zwei Abgasrohre entlang den Passflächen voneinander verlagern zu lassen, wobei infolgedessen die Festigkeit und Haltbarkeit des Verbindungsabschnitts verbessert werden kann.
Darüber hinaus kann gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung der gleiche Effekt, der durch den dritten Aspekt der Erfindung erzielt wird, erzielt werden, und darüber hinaus ist es möglich, eine Belastungszunahme an den Endabschnitten der zwei Abgasrohre und dem Ringelement an jenen Abschnitten, wo die Verlängerungen der Passflächen der vorderen und hinteren Abgasrohre sich mit dem Ringelement schneiden, zu unterdrücken, wodurch es möglich wird, die Minderung in Festigkeit und Haltbarkeit der Abgasrohre und des Ringelements zu unterdrücken, wenn das Ringelement und der Außenumfang der Endabschnitte der Abgasrohre miteinander verschweißt werden.
In einem Fahrzeugabgassystem sind stromabwärtige Endabschnitte vorderer und hinterer Abgasrohre Ef, Er, die jeweils mit den vorderen und hinteren Zylinderbänken verbunden sind, nebeneinander in der gleichen Richtung angeordnet, um mit einem gemeinsamen Abgassammelrohr 22 verbunden zu werden, sodass Abgase, die durch die vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er fließen, in derselben Richtung in das gemeinsame Abgassammelrohr 22 fließen können. An den Endabschnitten der vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er, die dem Sammelabschnitt näher sind, sind jeweilige Passflächen 15f, 20f ausgebildet, und die Passflächen 15f, 20f stehen einander gegenüber. Die Passflächen sind relativ zu einer Ebene P-P geneigt, die durch Mitten Ca, Cb der vorderen und hinteren Abgasrohre Ef, Er hindurchgeht.

Claims

1. Fahrzeugmotorabgassystem, worin ein Paar vorderer und hinterer Zylinderbänke (Bf, Br) eines Motors (E), deren Kurbelwelle sich in Querrichtung einer Fahrzeugkarosserie erstreckt, in einer Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, umfassend:

ein vorderes Abgasrohr (Ef), das mit einer vorderen Auslassöffnung (7f) der vorderen Zylinderbank (Bf) über einen vorderen Auslasskrümmer (10f) verbunden ist;

ein hinteres Abgasrohr (Er), das mit einer hinteren Auslassöffnung (7r) der hinteren Zylinderbank (Br) über einen hinteren Auslasskrümmer (10r) verbunden ist; und

ein gemeinsames Abgassammelrohr (22), das an einem Sammelabschnitt sowohl mit dem vorderen als auch dem hinteren Abgasrohr verbunden ist,

worin Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er), die dem Sammelabschnitt näher angeordnet sind, in derselben Richtung nebeneinander angeordnet sind, um mit dem gemeinsamen Abgassammelrohr (22) verbunden zu werden, wodurch Abgase, die durch die vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) fließen, in derselben Richtung in das gemeinsame Abgassammelrohr (22) fließen können,

worin sich das vordere Abgasrohr (Ef) und das hintere Abgasrohr (Er) von den jeweiligen Auslasskrümmern (10f, 10r) nach unten erstrecken, worin das vordere Abgasrohr (Ef) und das hintere Abgasrohr (Er) unter den Motor (E) geführt sind, indem das vordere Abgasrohr (Ef) zur Rückseite des Motors (E) und das hintere Abgasrohr (Er) gebogen ist und dann zumindest eines des vorderen Abgasrohrs (Ef) und des hinteren Abgasrohrs (Er) erneut gebogen ist, sodass die Enden an der Sammelabschnittseite der zwei Abgasrohre (Ef, Er) in derselben Richtung nebeneinander so angeordnet sind, dass sie mit dem gemeinsamen Abgassammelrohr (22) verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet,

dass das gemeinsame Abgassammelrohr (22) im Wesentlichen unter dem Motor (E) angeordnet ist;

dass das hintere Abgasrohr (Er) unter den Motor (E) geführt ist, indem es zur Vorderseite des Motors (E) gebogen ist;

dass Passflächen (15f, 20f) jeweils an den Endabschnitten der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) ausgebildet sind, die dem Sammelabschnitt näher angeordnet sind, und die Passflächen (15f, 20f) einander gegenüberliegen, und

dass die Passflächen relativ zu einer Ebene (P-P) geneigt sind, die durch Mitten (Ca, Cb) der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) hindurchgeht.

2. Fahrzeugmotorabgassystem nach Anspruch 1, worin die Passflächen mit einem Winkel von etwa 45 Grad geneigt sind.

3. Fahrzeugmotorabgassystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein Ringelement (24), das die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) integral hält, worin das Ringelement (24) stromauf des Verbindungsabschnitts angeordnet ist, der durch die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) und das gemeinsame Abgassammelrohr (22) definiert ist.

4. Fahrzeugmotorabgassystem nach Anspruch 3, worin die Außenumfänge der Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) und das Ringelement (24) an Abschnitten eines Sitzabschnitts aneinander geschweißt sind, wo das Ringelement (24) auf den vorderen und hinteren Abgasrohren (Ef, Er) sitzt, die sich mit Verlängerungen der Passflächen (15f, 20f) der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) nicht schneiden.

5. Fahrzeugmotorabgassystem nach Anspruch 2, das ferner umfasst: ein Ringelement (24), das die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) integral hält, worin das Ringelement (24) stromauf des Verbindungsabschnitts angeordnet ist, der durch die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) und das gemeinsame Abgassammelrohr (22) definiert ist.

6. Fahrzeugmotorabgassystem nach Anspruch 5, worin die Außenumfänge der Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) und das Ringelement (24) an Abschnitten eines Sitzabschnitts aneinander geschweißt sind, wo das Ringelement (24) auf den vorderen und hinteren Abgasrohren (Ef, Er) sitzt, die sich mit Verlängerungen der Passflächen (15f, 20f) der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) nicht schneiden.

7. Fahrzeugmotorabgassystem, worin ein Paar vorderer und hinterer Zylinderbänke (Bf, Br) eines Motors (E), deren Kurbelwelle sich in Querrichtung einer Fahrzeugkarosserie erstreckt, in einer Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, umfassend:

worin die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er), die dem Sammelabschnitt näher angeordnet sind, in derselben Richtung nebeneinander angeordnet sind, um mit dem gemeinsamen Abgassammelrohr (22) verbunden zu werden, wodurch Abgase, die durch die vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) fließen, in derselben Richtung in das gemeinsame Abgassammelrohr (22) fließen können,

dadurch gekennzeichnet,

dass das gemeinsame Abgassammelrohr (22) im Wesentlichen unter dem Motor (E) angeordnet ist,

dass die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er), die dem Sammelabschnitt näher angeordnet sind, so ausgebildet sind, dass sie jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, und dass ein Ringelement (24), das Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) integral hält, stromauf des Verbindungsabschnitts angeordnet ist, der durch die Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) und das gemeinsame Abgassammelrohr (22) definiert ist.

8. Fahrzeugmotorabgassystem nach Anspruch 7, worin die Außenumfänge der Endabschnitte der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) und das Ringelement (24) an Abschnitten eines Sitzabschnitts aneinander geschweißt sind, wo das Ringelement (24) auf den vorderen und hinteren Abgasrohren (Ef, Er) sitzt, die sich mit Verlängerungen der Passflächen (15f, 20f) der vorderen und hinteren Abgasrohre (Ef, Er) nicht schneiden.