DE102008037761B4

DE102008037761B4 - Unterbau eines mit Gaskraftstoff betreibbaren Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102008037761B4
Application number: DE200810037761
Authority: DE
Inventors: Maurizio Brighina
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2014-07-10
Anticipated expiration: 2028-08-15
Also published as: DE102008037761A1

Abstract

Unterbau (1) eines mit Gaskraftstoff betreibbaren Kraftfahrzeugs, das mit einer Auspuffanlage (4), durch die Abgas über ein Auspuffendrohr (10) ins Freie abgegeben werden kann, und einem auf der Unterseite einer Bodengruppe (2) positionierten Gastank (15) versehen ist, wobei der Gastank (15) in Form wenigstens einer Gasflasche mit einem zylindrischen Flaschenkörper und einem daran angeformten Flaschenhals ausgebildet ist, wobei die Zylinderachse quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist, wobei die Bodengruppe (2) einen Mitteltunnel (3) aufweist, in dem die Auspuffanlage (4) teilweise aufgenommen ist, wobei sich die Auspuffanlage (4) bis zum Auspuffendrohr (10) zumindest annähernd in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und das Auspuffendrohr (10) zumindest in einem Abschnitt (12) einen quer zur Fahrzeugslängsrichtung gerichteten Verlauf hat, wobei das Auspuffendrohr (10) einen den Gastank (15) in Fahrzeuglängsrichtung nicht querenden Verlauf hat, und wobei das Auspuffendrohr (10) eine an einer Fahrzeugseite befindliche Rohrmündung (19) aufweist, die sich in Fahrzeuglängsrichtung frontseitig einer Fahrzeughinterachse befindet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik und betrifft nach ihrer Gattung einen Unterbau eines mit Gaskraftstoff betreibbaren Kraftfahrzeugs gemäß dem Obergriff von Patentanspruch 1.
Stand der Technik
Vor dem Hintergrund steigender Ölpreise werden moderne Kraftfahrzeuge zunehmend für den Betrieb mit Gaskraftstoff ausgerüstet. Als Gaskraftstoffe werden zurzeit hauptsächlich LPG (LPG = Liquified Petroleum Gas), ein Flüssiggas auf Petroleumbasis, und CNG (CNG = Compressed Natural Gas) bzw. Erdgas verwendet.
Mit Gaskraftstoff betreibbare Kraftfahrzeuge sind mit einem Gastank ausgerüstet, der aus einem oder meist mehreren miteinander verbundenen Druckbehältern besteht, in denen der Gaskraftstoff in verdichteter Form gespeichert wird. Beispielsweise wird CNG mit einem Druck von 200–300 bar im Gastank gespeichert. Aus Kostengründen werden in der industriellen Serienfertigung gewöhnlich stählerne Gasflaschen als Druckbehälter eingesetzt.
Die Gasflaschen werden meist im hinteren Bereich des Fahrzeugs auf der Unterseite der Bodengruppe quer zur Fahrtrichtung zwischen den Längsschwellern positioniert. Eine Befestigung der Stahlflaschen am Fahrzeug erfolgt beispielsweise mittels Spannbändern, die um die Gasflaschen gespannt und an Querträgern zwischen den Längsschwellern befestigt werden. Üblich ist auch eine Positionierung der Gasflaschen in einer Vertiefung des Kofferraumblechs, die ansonsten als Reserveradmulde dient.
In der KR 10 2006 0057685 A ist ein Fahrzeugunterbau eines mit Gaskraftstoff betriebenen Kraftfahrzeuges beschrieben, das quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnete flaschenförmige Gastanks besitzt. Eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Abgasanlage mündet in einem hinter der Hinterachse angeordneten Auspuffendrohr.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen alternativen Fahrzeugunterbau für ein mit Gaskraftstoff betreibbares Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Lösung der Aufgabe
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch einen Fahrzeugunterbau mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein Unterbau für ein mit Gaskraftstoff betreibbares Kraftfahrzeug gezeigt. Das Kraftfahrzeug ist zu dessen Antrieb mit einer Brennkraftmaschine versehen, die eine Auspuffanlage umfasst, durch die von der Brennkraftmaschine erzeugtes Abgas über ein Auspuffendrohr ins Freie abgegeben werden kann. Es umfasst weiterhin einen auf der Unterseite einer Bodengruppe (Fahrzeugunterseite) der Karosserie positionierten Gastank zur Speicherung von Gaskraftstoff.
Der erfindungsgemäße Unterbau zeichnet sich dadurch aus, dass das Auspuffendrohr einen den Gastank in Fahrzeuglängsrichtung nicht querenden Verlauf hat. Es kann zu diesem Zweck, bezogen auf das Fahrzeug, seitlich am Gastank vorbei geführt sein. Der erfindungsgemäße Unterbau weist ferner ein Auspuffendrohr auf, dessen Rohrmündung sich, in Fahrzeuglängsrichtung mit Blick nach vorne betrachtet, vor einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs befindet, wodurch insbesondere Material und Kosten bei der Herstellung des Unterbaus eingespart werden können.
Der erfindungsgemäße Fahrzeugunterbau ermöglicht in vorteilhafter Weise gegenüber herkömmlichen mit Gaskraftstoff betreibbaren Kraftfahrzeugen eine Vergrößerung des für den Gastank zur Verfügung stehenden Bauraums, so dass ein größerer Gastank eingebaut werden und das Kraftfahrzeug mehr Gaskraftstoff mitführen kann, wodurch die Reichweite des Fahrzeugs erhöht wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterbaus erstreckt sich die Auspuffanlage von einem die Abgaskanäle der Zylinder der Brennkraftmaschine vereinigenden Auspuffkrümmer bis zum Auspuffendrohr zumindest annähernd in Fahrzeuglängsrichtung, wobei das Auspuffendrohr zumindest in einem Abschnitt einen quer zur Fahrzeugslängsrichtung gerichteten Verlauf hat. Insbesondere in diesem Fall kann es von besonderem Vorteil sein, wenn das Auspuffendrohr eine an einer Fahrzeugseite befindliche Rohrmündung hat.
In dem erfindungsgemäßen Unterbau ist es weiterhin von Vorteil, dass der Gastank in Form wenigstens einer Gasflasche mit einem zylindrischen Flaschenkörper und einem daran angeformten Flaschenhals ausgebildet ist, wobei die Zylinderachse quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Kraftfahrzeug, das mit einem wie oben beschriebenen Unterbau versehen ist.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf 1 genommen wird. Es wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugunterbaus eines mit Gaskraftstoff betreibbaren Kraftfahrzeugs gezeigt.
1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugunterbaus eines mit Gaskraftstoff betreibbaren Kraftfahrzeugs.
Der Fahrzeugunterbau 1 eines mit einer nicht weiters dargestellten Brennkraftmaschine zu dessen Antrieb versehenen Personenkraftfahrzeugs umfasst als Teil der Fahrzeugkarosserie eine aus mehreren Teilen gefügte Bodengruppe, die insgesamt mit der Bezugszahl 2 bezeichnet ist. Die Bodengruppe 2 formt auf ihrer Unterseite einen Mitteltunnel 3, der sich in etwa im Bereich der Fahrzeugmitte in Fahrzeuglängsrichtung von der Fahrzeugfront bis zum Fahrzeugheck erstreckt.
Im Mitteltunnel 3 der Bodengruppe 2 ist eine Auspuffanlage 4 teilweise aufgenommen, die wie üblich aus mehreren strömungstechnisch miteinander verbundenen Komponenten besteht. Dies sind in dieser Reihenfolge ein in der Figur nicht dargestellte Abgaskanäle der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine vereinigender Auspuffkrümmer 5, ein Katalysator 6, ein Rohrstück 7, das den Katalysator 6 mit einem Vorschalldämpfer 8 verbindet, ein Endschalldämpfer 9, der über ein nicht erkennbares Rohrstück mit dem Vorschalldämpfer 8 verbunden ist, und ein mit dem Endschalldämpfer 9 verbundenes Auspuffendrohr 10. Die von der Brennkraftmaschine erzeugten Abgase werden über den Auspuffkrümmer 5 dem Katalysator 6 zugeführt, in dem über eine katalytische Nachverbrennung eine Abgasentgiftung bzw. Schadstoffminderung (Kohlenmonoxid, Stickoxide, unverbrannte Kohlenwasserstoffe) durchgeführt wird. Die beiden Schalldämpfer 8, 9 dienen einer Absorption von Schallenergie bzw. Behinderung der Schallausbreitung, wodurch Auspuffgeräusche vermindert und die Einhaltung entsprechender Geräuschnormen sichergestellt werden kann. Über eine Rohrmündung 19 des zweiten Endstücks 14 bzw. Auspuffendrohrs 10 gelangt der Abgasstrom ins Freie.
Das Kraftfahrzeug ist in bivalenter Weise neben Flüssigkraftstoff (Benzin) auch mit CNG betreibbar, zu welchem Zweck auf der Unterseite der Bodengruppe 2 ein aus mehreren strömungstechnisch miteinander verbundenen, stählernen Gasflaschen bestehender Gastank 15 zur Druckspeicherung von CNG angeordnet ist. In 1 ist lediglich eine einzige Gasflasche des Gastanks 15 erkennbar. Der Gastank 15 ist im Bereich der Hinterachse des Fahrzeugs, auf der Unterseite der Bodengruppe 2 quer zur Fahrt- bzw. Fahrzeuglängsrichtung im Bereich des Mitteltunnels 3 zwischen den beiden Längsschwellern 17 angeordnet. Eine Befestigung am Fahrzeug erfolgt über Spannbänder 16, die jeweils um die Gasflaschen gespannt und an nicht dargestellten Querträgern, die mit den Längsschwellern 17 verbunden sind, befestigt werden.
Von der Auspuffanlage 4 sind der Auspuffkrümmer 5, der Katalysator 6 und die beiden Schalldämpfer 8, 9 im Mitteltunnel 3 aufgenommen, so dass dieser Abschnitt der Auspuffanlage 4 einen der Fahrzeuglängsrichtung folgenden Verlauf hat. Das Auspuffendrohr 10 weicht hiervon ab und tritt noch vor Erreichen des Gastanks 15 aus dem Mitteltunnel 3 aus. Es ist, bezogen auf das Fahrzeug, in einer in etwa horizontalen Ebene seitlich am Gastank 15 vorbei geführt und hat somit einen den Gastank 15 in Fahrzeuglängsrichtung nicht querenden Verlauf.
Das Auspuffendrohr 10 kann zumindest gedanklich in mehrere Abschnitte unterteilt werden. Es enthält einen Querabschnitt 12, der sich in etwa quer zur Fahrzeuglängsrichtung geradlinig erstreckt und mit dem Endschalldämpfer 9 über ein erstes Endstück 11 unmittelbar verbunden ist. Das erste Endstück 11 ist in einer horizontalen Ebene zumindest annähernd in einem Winkel von 90° gekrümmt. Der Querabschnitt 12 geht im Seitenbereich des Fahrzeugs in einen gekrümmten Krümmungsabschnitt 13 über, durch den das Auspuffendrohr 10 seitlich des Gastanks 15 wieder einen in Fahrzeuglängsrichtung gerichteten Verlauf erlangt. Der Krümmungsabschnitt 13 geht schließlich in ein zweites Endstück 14 über, das in einer vertikalen Ebene zumindest annähernd in einem Winkel von 90° nach unten gekrümmt ist und über die Rohrmündung 19 die Abgase im Seitenbereich des Fahrzeugs freigibt. Die Rohrmündung 19 befindet sich in Fahrzeuglängsrichtung vor (frontseitig) der Hinterachse des Kraftfahrzeugs. Das zweite Endstück 14 ist zu seiner Befestigung an der Bodengruppe 2 über eine Aufhängung 18 an die Unterseite der Bodengruppe 2 geschweißt.
Durch die Form des am Gastank 15 seitlich vorbei geführten bzw. den Gastank 15 (teilweise) seitlich umgebenden Auspuffendrohrs 10, steht dem Gastank 15 im Vergleich zu herkömmlichen gattungsgemäßen Kraftfahrzeugen mehr Bauraum zur Verfügung, so dass der Gastank 15 größer dimensioniert werden kann. Wie Versuche der Anmelderin gezeigt haben, kann das Füllvolumen des Gastanks 15 durch diese Maßnahme um mehr als 10% erhöht werden, wodurch in vorteilhafter Weise die Reichweite des Fahrzeugs erhöht ist. Zudem können Toleranzprobleme beim Einbau des Gastanks 15 und der Auspufffanlage 4 vermieden werden. Aufgrund des seitlichen Vorbeiführens der Auspuffanlage 4 am Gastank 15 kann die Auspuffanlage in einfacher Weise an der Fahrzeugkarosserie montiert oder demontiert werden. Da das Auspuffendrohr 10 kürzer als bei herkömmlichen gattungsgemäßen Fahrzeugen ausgelegt werden kann, können in vorteilhafter Weise Material und Kosten, insbesondere für Hitzeschilde im hinteren Bereich des Fahrzeugs, eingespart werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugunterbau
2: Bodengruppe
3: Mitteltunnel
4: Auspuffanlage
5: Auspuffkrümmer
6: Katalysator
7: Rohrstück
8: Vorschalldämpfer
9: Endschalldämpfer
10: Auspuffendrohr
11: erstes Endstück
12: Querabschnitt
13: Krümmungsabschnitt
14: zweites Endstück
15: Gastank
16: Spannband
17: Längsschweller
18: Aufhängung
19: Rohrmündung

Claims

Unterbau (1) eines mit Gaskraftstoff betreibbaren Kraftfahrzeugs, das mit einer Auspuffanlage (4), durch die Abgas über ein Auspuffendrohr (10) ins Freie abgegeben werden kann, und einem auf der Unterseite einer Bodengruppe (2) positionierten Gastank (15) versehen ist, wobei der Gastank (15) in Form wenigstens einer Gasflasche mit einem zylindrischen Flaschenkörper und einem daran angeformten Flaschenhals ausgebildet ist, wobei die Zylinderachse quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist, wobei die Bodengruppe (2) einen Mitteltunnel (3) aufweist, in dem die Auspuffanlage (4) teilweise aufgenommen ist, wobei sich die Auspuffanlage (4) bis zum Auspuffendrohr (10) zumindest annähernd in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und das Auspuffendrohr (10) zumindest in einem Abschnitt (12) einen quer zur Fahrzeugslängsrichtung gerichteten Verlauf hat, wobei das Auspuffendrohr (10) einen den Gastank (15) in Fahrzeuglängsrichtung nicht querenden Verlauf hat, und wobei das Auspuffendrohr (10) eine an einer Fahrzeugseite befindliche Rohrmündung (19) aufweist, die sich in Fahrzeuglängsrichtung frontseitig einer Fahrzeughinterachse befindet.
Unterbau (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auspuffendrohr (10), bezogen auf das Fahrzeug, seitlich am Gastank (15) vorbei geführt ist.
Kraftfahrzeug mit einem Unterbau nach einem der Ansprüche 1 bis 2.