DE102015002374A1

DE102015002374A1 - Auslassvorrichtung für einen motor

Info

Publication number: DE102015002374A1
Application number: DE102015002374.8A
Authority: DE
Inventors: c/o Mazda Motor Corporation Tsuda Amane; c/o Mazda Motor Corporation Deguchi Hiroaki; c/o Mazda Motor Corporation Niwa Yasushi; c/o Mazda Motor Corporation Maruoka Noriyuki; c/o Mazda Motor Corporation Niida Kazuya; c/o Mazda Motor Corporation Nomura Kentaro
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2015-09-10
Also published as: CN104879206B; JP6090208B2; JP2015161225A; US20150240750A1; US10047674B2; CN104879206A

Abstract

Eine Auslassvorrichtung für einen Motor umfasst einen Motorhauptkörper, der einen Zylinderkopf aufweist, der mit einem Krümmerauslasskanal versehen ist, der mit einem Sammelauslassport ausgebildet ist, einen Turbolader, eine Katalysatorvorrichtung, die benachbart zu dem Turbolader vorgesehen ist, und eine Behandlungsvorrichtung, die an der gleichen Seite wie die Zylinderkopffläche des Motorhauptkörpers angeordnet ist. Die Behandlungsvorrichtung umfasst eine Abgasbehandlungsvorrichtung und eine AGR-Vorrichtung. Der Turbolader leitet von dem Sammelauslassport abgelassenes Abgas nach oben. Die Katalysatorvorrichtung umfasst einen Träger und einen Behälter, der das Abgas durch einen unteren Bereich des Trägers treten lässt. Die AGR-Vorrichtung und die Abgasbehandlungsvorrichtung sind mindestens unter der Katalysatorvorrichtung angeordnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auslassvorrichtung für einen mit einem Turbolader versehenen Motor.
Stand der Technik
In den letzten Jahren hat ein mit einem Turbolader versehener Motor im Hinblick auf die Forderung nach Downsizing Aufmerksamkeit gefunden. Das japanische Patent Nr. 4803059 offenbart einen Motor, der versehen ist mit: einem Zylinderkopf, in dem ein Abgaskrümmer integral ausgebildet ist; einem Turbolader, der an einer Seitenfläche des Zylinderkopfs befestigt ist und mit einem Sammelabschnitt des Abgaskrümmers in Verbindung steht; und einem Auslassrohr, das mit einer Katalysatorvorrichtung versehen und mit dem Turbolader in der Zylinderanordnungsrichtung gekoppelt ist.
Der vorstehend beschriebene Motoraufbau ist beim Fertigen des Motors als kompaktes Ganzes bei Verbessern der Ladedruckeigenschaften des Motors und beim Reduzieren der Anzahl an Montageschritten verglichen mit einem Motor, der mit einem Abgaskrümmer separat von einem Zylinderkopf versehen ist, vorteilhaft. Ferner wird das von dem Zylinderkopf abgelassene Abgas hoher Temperatur nur durch den Turbolader zu der Katalysatorvorrichtung eingespeist. Daher ist der Motoraufbau auch bei dem Aspekt des Förderns einer Aktivierung der Katalysatorvorrichtung vorteilhaft.
Bei einem Motor ist es wichtig, NOx (Stickstoffoxid) im Abgas zu reduzieren. Als eine der Maßnahmen ist es wirksam, eine AGR(Abgasrückführungs)-Steuerung eines rückgeführten Teils von Abgas zu einem Einlasskanal auszuführen. Ferner ist es in manchen Fällen notwendig, eine Abgasbehandlungsvorrichtung vorzusehen, um Feinpartikel wie etwa in dem Abgas enthaltenen Ruß zurückzuhalten. Die Idee besteht, eine AGR-Steuerung oder ein Zurückhalten von Feinpartikeln in Abgas auszuführen, um Abgaseigenschaften zu verbessern, wie auch bei dem in dem japanischen Patent Nr. 4803059 offenbarten Motor. In einem solchen Fall ist es wichtig, eine AGR-Vorrichtung und eine Abgasbehandlungsvorrichtung in kompakter Weise anzuordnen, wobei eine Positionsbeziehung bezüglich eines Turboladers und einer Katalysatorvorrichtung berücksichtigt wird, um den Motor kompakt auszulegen. Das japanische Patent Nr. 4803059 versäumt es aber, den vorstehenden Punkt zu offenbaren.
Wenn eine AGR-Steuerung ausgeführt wird, wird die Verbrennungstemperatur gesenkt, was die Temperatur von Abgas senken kann. Dies kann es schwierig machen, den Abgasreinigungskatalysator zu aktivieren. Das gleiche Problem wie vorstehend beschrieben kann auch bei einem Dieselmotor mit einem hohen Verbrennungswirkungsgrad auftreten. Im Hinblick auf das Vorstehende ist es erwünscht, eine Konfiguration vorzusehen, die beim Aktivieren einer Katalysatorvorrichtung und dergleichen vorteilhaft ist, wenn eine AGR-Vorrichtung und eine Abgasreinigungsvorrichtung vorgesehen sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf das Vorstehende besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Auslassvorrichtung für einen Mehrzylindermotor vorzusehen, der mit einem Turbolader, einer Katalysatorvorrichtung und einer Behandlungsvorrichtung versehen ist, die aus einer Abgasbehandlungsvorrichtung und einer AGR-Vorrichtung besteht, die zur Aktivierung der Katalysatorvorrichtung beiträgt, während der Motor kompakt ausgelegt wird.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist auf eine Auslassvorrichtung für einen mit mehreren Zylindern versehenen Motor gerichtet. Die Auslassvorrichtung für einen Motor ist mit einem Motorhauptkörper versehen, welcher umfasst: einen Zylinderkopf mit einem darin vorgesehenen Krümmerauslasskanal, wobei der Krümmerauslasskanal eine Sammelauslassport, der mit jedem der Zylinder kommuniziert, umfasst, wobei der Sammelauslassport in einer Motorbreitenrichtung orthogonal zu einer Zylinderanordnungsrichtung in einer Fläche des Zylinderkopfs ausgebildet ist; einen Turbolader, der an der gleichen Seite wie die Zylinderkopffläche angeordnet ist und ausgelegt ist, um eine Turbine durch Abgas zu drehen, das von dem Sammelauslassport abgelassen wird, um Ansaugluft zu verdichten; eine Katalysatorvorrichtung, die in der Zylinderanordnungsrichtung benachbart zu dem Turbolader angeordnet ist und ausgelegt ist, um eine spezifische Komponente in dem Abgas, das durch den Turbolader getreten ist, einer Reaktion zu einer unschädlichen Komponente zu unterziehen; und eine Behandlungsvorrichtung, die an der gleichen Seite wie die Zylinderkopffläche des Motorhauptkörpers angeordnet ist. Der Turbolader ist ausgelegt, um das aus dem Sammelauslassport abgelassene Abgas nach oben zu leiten, um die Turbine zu drehen, während eine nach oben gerichtete Abgaswirbelströmung gebildet wird. Die Katalysatorvorrichtung ist mit einem Träger, auf dem ein Katalysator geträgert ist, und einem Behälter versehen, der den Träger aufnimmt und an beiden Enden eines unteren Bereichs des Trägers einen Abgaseinlass und einen Abgasauslass aufweist, um das Abgas in der Zylinderanordnungsrichtung hauptsächlich durch den unteren Bereich des Trägers treten zu lassen. Die Behandlungsvorrichtung ist mindestens unterhalb der Katalysatorvorrichtung angeordnet.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung zusammen mit den Begleitzeichnungen deutlicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gesamtkonfiguration eines Motors (eines Dieselmotors) veranschaulicht, an dem eine Auslassvorrichtung für einen Motor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angebracht ist;
2 ist eine schematische Seitenansicht eines Auslassabschnitts des Motors;
3 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Turbolader veranschaulicht;
4 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Katalysatorvorrichtung veranschaulicht; und
5 ist ein Schaubild, das einen Betrieb der Katalysatorvorrichtung beschreibt.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gesamtkonfiguration eines Dieselmotors veranschaulicht, an dem eine Ausführungsform der Erfindung angebracht ist. In 1 ist der Dieselmotor ein Viertakt-Dieselmotor, der mit einem Turbolader, der in einem Fahrzeug zu laden ist, versehen ist, als Antriebsquelle zum Antreiben des Fahrzeugs.
Ein Motorhauptkörper 1 des Dieselmotors (nachstehend einfach als Motor bezeichnet) ist ein Mehrzylinder-Reihenmotor. Der Motorhauptkörper 1 umfasst einen Zylinderblock 2, der mit zwei oder mehr Zylindern 2a versehen ist (in 1 ist nur ein Zylinder gezeigt), einen Zylinderkopf 3, der an dem Zylinderblock 2 angeordnet ist, eine Ölwanne 4, die unter dem Zylinderblock 2 angeordnet und ausgelegt ist, um darin Schmieröl zu speichern, und einen Zylinderkopfdeckel 5 zum Bedecken eines oberen Abschnitts des Zylinderkopfs 3.
In jedem der Zylinder 2a des Motorhauptkörpers 1 ist ein Kolben 8 hin- und herbewegbar aufgenommen. Eine Aushöhlung zum Festlegen eines Brennraums 8a ist in einer oberen Fläche jedes Kolbens 8 ausgebildet.
Der Kolben 8 ist mittels einer Pleuelstange 9 mit einer Kurbelwelle 10 verbunden. Die Kurbelwelle 10 wird gemäß einer Hin- und Herbewegung jedes Kolbens 8 um eine Drehachse derselben gedreht.
Der Zylinderkopf 3 weist einen Einlassport 12 und einen Auslassport 13 auf, die hin zu dem Brennraum 8a jedes Zylinders 2a geöffnet sind. Der Zylinderkopf 3 ist weiterhin mit Einlassventilen 16 und Auslassventilen 17 zum Öffnen und Schließen der Einlassports 12 und der Auslassports 13 versehen.
Der Zylinderkopf 3 ist mit einem Injektor 18 zum Einspritzen von Kraftstoff, der Leichtöl als Hauptkomponente enthält, für jeden der Zylinder 2a versehen. Jeder Injektor 18 ist an einer solchen Stelle angeordnet, dass ein Einspritzport (ein Kraftstoffeinspritzport), der in einem vorderen Ende des Injektors 18 ausgebildet ist, der Aushöhlung in der oberen Fläche jedes Kolbens 8 zugewandt ist. Jeder Injektor 18 spritzt bei einem geeigneten Zeitpunkt vor oder nach dem oberen Totpunkt der Verdichtung Kraftstoff hin zu dem Brennraum 8a ein (zu der Zeit, da ein Verdichtungstakt endet).
Ein Einlasskanal 20 ist in der Motorbreitenrichtung (in 1 Richtung nach links und rechts) orthogonal zu der Anordnungsrichtung der Zylinder 2a mit einer Fläche des Motorhauptkörpers 1 verbunden, um mit dem Einlassport 12 jedes Zylinders 2a in Verbindung zu stehen. Mit der anderen Fläche des Motorhauptkörpers 1 ist ein Auslasskanal 30 verbunden, um mit dem Auslassport 13 jedes Zylinders 2a in Verbindung zu stehen. Im Einzelnen wird Ansaugluft von außen durch den Einlasskanal 20 und die Einlassports 12 zu den Brennräumen 8a eingeleitet, und in den Brennräumen 81 erzeugtes Abgas (Verbrennungsgas) wird durch die Auslassports 13 und den Auslasskanal 30 nach außen abgelassen.
An dem Einlasskanal 20 und dem Auslasskanal 30 ist ein Turbolader 60 vorgesehen. Der Turbolader 60 umfasst einen Kompressor 62a, der in dem Einlasskanal 20 angeordnet ist, und eine Turbine 62b, die koaxial mit dem Kompressor 62a gekoppelt und in dem Auslasskanal 30 angeordnet ist.
Der Turbolader 60 wird von Abgasenergie angetrieben, um die Ansaugluft zu verdichten. Wenn im Einzelnen Abgas hoher Temperatur und hoher Geschwindigkeit während des Betriebs des Motors durch den Auslasskanal 30 strömt, wird die Turbine 62b des Turboladers 60 durch die Energie des Abgases gedreht und der Kompressor 62a, der mittels einer Kopplungswelle 62c mit der Turbine 62b gekoppelt ist (siehe 3), wird gleichzeitig gedreht. Gemäß dem vorstehenden Betrieb wird Luft (Ansaugluft), die durch den Einlasskanal 20 strömt, auf einen hohen Druck verdichtet, und die verdichtete Luft wird jedem Zylinder 2a des Motorhauptkörpers 1 zugeführt.
Ein Luftfilter 21 zum Filtern von Ansaugluft ist an einem stromaufwärts liegenden Ende des Einlasskanals 20 vorgesehen. An einer Stelle nahe einem stromabwärts liegenden Ende (nahe dem Motorhauptkörper 1) des Einlasskanals 20 ist ein Ausgleichsbehälter 24 vorgesehen. Der Einlasskanal 20 an der stromabwärts liegenden Seite des Ausgleichsbehälters 24 ist zu unabhängigen Kanälen ausgebildet, die für die Zylinder 2a einzeln verzweigt sind. Stromabwärts liegende Enden der unabhängigen Kanäle sind jeweils mit den Einlassports 12 der Zylinder 2a verbunden.
Der Kompressor 62a des Turboladers 60, eine Drosselklappe 23, die betätigt werden kann, um geöffnet und geschlossen zu werden, um den Kanalquerschnitt des Einlasskanals 20 zu verstellen, und ein Zwischenkühler 22 zum Kühlen der von dem Kompressor 62a verdichteten Luft sind in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts liegenden Seite zwischen dem Luftfilter 21 und dem Ausgleichsbehälter 24 in dem Einlasskanal 20 vorgesehen. Die Drosselklappe 23 wird während eines Betriebs des Motors im Grunde in einem vollständig geöffneten Zustand oder einem stark geöffneten Zustand nahe dem voll geöffneten Zustand gehalten. Die Drosselklappe 23 wird nur geschlossen, wenn ein Schließen der Drosselklappe 23 nötig ist, z. B. wenn der Motor abgestellt wird. Dadurch wird der Einlasskanal 20 blockiert.
Ein stromaufwärts liegendes Ende des Auslasskanals 30 ist zu einem Krümmerauslasskanal ausgebildet, der die unabhängigen Kanäle umfasst, die mit den Auslassports 13 der Zylinder 2a in Verbindung stehen, und ein Sammelabschnitt, in dem sich die unabhängigen Kanäle mit anderen Worten sammeln, ist zu einem Abgaskrümmer ausgebildet. Auch wenn dies in 1 nicht klar gezeigt ist, ist der Abgaskrümmer integral in dem Zylinderkopf 3 ausgebildet. Ein Sammelauslassport 3a (siehe 2), der als Sammelabschnitt dient, ist in einer Fläche des Zylinderkopfs 3 ausgebildet. Der Auslasskanal 30 ist so ausgebildet, dass er mit dem Sammelauslassport 3a in Verbindung steht.
Die Turbine 62b des Turboladers 60, mehrere Arten von Abgasreinigungsvorrichtungen zum Entfernen von schädlichen Komponenten, die in dem Abgas enthalten sind, und ein Schalldämpfer 34 zum Reduzieren von Auspuffgeräusch, sind in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts liegenden Seite an einer Stelle an der stromabwärts liegenden Seite des Abgaskrümmers in dem Auslasskanal 30 vorgesehen.
Beispiele der Abgasreinigungsvorrichtung sind ein DOC (Dieseloxidationskatalysator) 31 und ein DPF (Dieselpartikelfilter) 32 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts liegenden Seite. In diesem Beispiel entspricht der DOC 31 einer Katalysatorvorrichtung der Erfindung, und der DPF 32 entspricht einer Abgasbehandlungsvorrichtung als Behandlungsvorrichtung der Erfindung.
Der DOC 31 oxidiert CO und HC in dem aus dem Motorhauptkörper 1 abgelassenen Abgas zu einer unschädlichen Komponente. Im Einzelnen werden CO (Kohlenoxid) und HC (Kohlenwasserstoff) in dem Abgas einer Oxidation unterzogen, während sie durch den DOC 31 strömen, und werden zu CO₂ (Kohlendioxid) und H₂O (Wasser) aufbereitet. Der DOC 31 spielt auch beim Anheben der Temperatur des Abgases durch eine Oxidationsreaktion von Abgas, das in dem DOC 31 herausbefördert wird, eine Rolle, um Abgas hoher Temperatur hin zu dem stromabwärts des DOC 31 angeordneten DPF 32 strömen zu lassen.
Der DPF 32 hält Feinpartikel wie etwa Ruß, der in Abgas enthalten ist, das aus dem Motorhauptkörper 1 abgelassen wird, zurück. Ein Beispiel für den DPF 32 ist ein so genannter Wall-Flow-Filter (= Wandströmungsfilter) aus Keramik wie etwa SiC (Siliziumkarbid). Feinpartikel in dem Abgas werden bei Treten durch die Zellwände des DPF 32 von der Einströmseite hin zu der Ausströmseite durch Zellwände des DPF 32 zurückgehalten. In diesem Beispiel ist der DPF 32 ein katalytischer Filter, auf dem ein Katalysator (z. B. Platin) zum Fördern einer Oxidationsreaktion von Abgas geträgert ist. Der DPF 32 ist mit anderen Worten ein kontinuierlicher regenerativer Filter, der die Temperatur von Abgas durch eine Oxidationsreaktion des Abgases, die in dem DPF 32 ausgeführt wird, anhebt, um die zurückgehaltenen Feinpartikel zu verbrennen und zu entfernen.
Zwischen dem Einlasskanal 20 und dem Auslasskanal 30 sind ein HD-AGR-Kanal 51, der einen Teil des aus dem Motorhauptkörper 1 abgelassenen Abgases hohen Drucks zu einem Abschnitt relativ hohen Drucks in dem Einlasskanal 20 zurückführt, und ein ND-AGR-Kanal 55, der einen Teil eines von dem Motorhauptkörper 1 abgelassenen Abgases niedrigen Drucks zu einem Abschnitt relativ niedrigen Drucks in dem Einlasskanal 20 zurückführt, vorgesehen.
Im Einzelnen verbindet der HD-AGR-Kanal 51 den Einlasskanal 20 zwischen der Drosselklappe 23 und dem Ausgleichsbehälter 24 und den Auslasskanal 30 zwischen dem Abgaskrümmer und der Turbine 62b des Turboladers 60. An dem HD-AGR-Kanal 51 ist ein AGR-Ventil 52 vorgesehen, das betätigbar ist, um geöffnet und geschlossen zu werden, um die Rückführmenge eines Abgases zu dem Einlasskanal 20 zu verstellen. Der ND-AGR-Kanal 55 verbindet andererseits den Einlasskanal 20 zwischen dem Luftfilter 21 und dem Kompressor 62a des Turboladers 60 und den Auslasskanal 30 zwischen dem DPF 32 und dem Schalldämpfer 34. An dem ND-AGR-Kanal 55 sind ein AGR-Ventil 56, das betätigbar ist, um geöffnet und geschlossen zu werden, um die Rückführmenge eines Abgases zu dem Einlasskanal 20 zu verstellen, und ein AGR-Kühler 57 zum Kühlen des rückgeführten AGR-Gases durch Kühlmittel des Motors vorgesehen. In diesem Beispiel entsprechen das AGR-Ventil 56 und der AGR-Kühler 57, die an dem ND-AGR-Kanal 55 vorgesehen sind, einer AGR-Vorrichtung als Behandlungsvorrichtung der Erfindung.
Das Rückführen eines Teils des Abgases von dem Auslasskanal 30 zu dem Einlasskanal 20 und das Ersetzen eines Teils von Ansaugluft, die zu den Zylindern 2a eingeleitet werden soll, von Frischluft zu AGR-Gas einer niedrigen Sauerstoffkonzentration macht es möglich, die Sauerstoffkonzentration der Ansaugluft als Ganzes zu senken. Ferner macht es das Senken der Verbrennungstempetatur möglich, die Erzeugung von NOx zu unterbinden. In diesem Fall macht es das Steuern der AGR-Ventile 52 und 56, so dass sie gemäß einem Betriebszustand des Motorhauptkörpers 1 öffnen und schließen, möglich, die Menge des AGR-Gases hoher Temperatur und hohen Drucks, das durch den HD-AGR-Kanal 51 zurückzuführen ist, und die Menge des AGR-Gases hoher Temperatur und niedrigen Drucks, das durch den ND-AGR-Kanal 55 zurückzuführen ist, gemäß einem Betriebszustand des Motorhauptkörpers 1 zu verstellen.
Als Nächstes wird ein konkreter Aufbau der Hauptabgasanlage des Motors unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
2 ist eine Seitenansicht eines Auslassabschnitts des Motors. Im Folgenden ist die Anordnungsrichtung der Zylinder 2a (Zylinderanordnungsrichtung) als Vorder- und Rückseitenrichtung des Motors festgelegt, und sofern nichts Gegenteiliges eigens angegeben wird, sind die Vorderseite und Rückseite jedes Teils mit der Vorder- und Rückseite des Motors konform. Ferner ist die Richtung orthogonal zur Vorder- und Rückseitenrichtung des Motors als Motorbreitenrichtung festgelegt.
Wie in 2 veranschaulicht ist, ist der Sammelauslassport 3a des Abgaskrümmers in einer Auslassseitenfläche des Motorhauptkörpers 1, d. h. in der Fläche des Zylinderkopfs 3, ausgebildet. Der Turbolader 60 ist an einer Stelle vorgesehen, die dem Sammelauslasskanal 3a entspricht.
Wie in 3 gezeigt ist, ist der Turbolader 60 so ausgelegt, dass sich die Kopplungswelle 62c an einer oberen Stelle des Sammelauslassports 3a befindet, um einen Abgasstrom, der im Wesentlichen horizontal von dem Sammelauslassport 3a abgelassen wird, in einer in einem Turbinengehäuse 61b ausgebildeten Turbinenkammer 63 nach oben zu leiten und um die Turbine 62b während eines Ausbildens einer aufwärtsgerichteten Wirbelströmung (in 3 einer Wirbelströmung im Uhrzeigersinn) eines Abgases zu drehen. Wie in 3 gezeigt ist, befindet sich in dem so ausgelegten Turbolader 60 ein Hauptteil des Turboladers 60 an einer oberen Stelle des Sammelauslassports 3a. Gemäß dieser Konfiguration ist der Turbolader 60 als Ganzes bezüglich des Motorhauptkörpers 1 des Motors an einer oberen Stelle angeordnet.
Wie in 3 gezeigt ist, ist der Turbolader 60 ein Turbolader variabler Geometrie (VGT-Turbolader), der mit mehreren beweglichen Schaufeln 64 versehen ist. Der Turbolader 60 ist ausgelegt, um den Turbinenwirkungsgrad durch Verstellen einer Abgasströmung zu der Turbine 62b durch die beweglichen Schaufeln 64 variabel zu machen. Wie in 3 gezeigt ist, sind die mehreren beweglichen Schaufeln 64 im Einzelnen so in der Turbinenkammer 63 angeordnet, dass sie die im Wesentlichen in der Mitte der Turbinenkammer 63 angeordnete Turbine 62b umgeben. Jede bewegliche Schaufel 64 ist an einer Tragwelle 65 befestigt, die an einer Seitenwand der Turbinenkammer 63 drehbar gelagert ist. Die beweglichen Schaufeln 64 sind so ausgelegt, dass bei Schwenken jeder der beweglichen Schaufeln 64 gegen den Uhrzeigersinn von 3 um die Tragwelle 65 die beweglichen Schaufeln 64, die zueinander benachbart sind, einander nahe kommen und der Öffnungsgrad einer zwischen den benachbarten beweglichen Schaufeln 64 auszubildenden Düse verringert wird; und bei Schwenken jeder der beweglichen Schaufeln 64 im Uhrzeigersinn von 3 der Öffnungsgrad einer zwischen den benachbarten beweglichen Schaufeln 64 auszubildenden Düse vergrößert wird. Wenn die Strömungsrate von Abgas klein ist, ist es mit anderen Worten möglich, durch Verringern des Öffnungsgrads einer Düse eine hohe Ladeeffizienz zu erhalten. Wenn andererseits die Strömungsrate von Abgas groß ist, ist es möglich, durch Vergrößern des Öffnungsgrads einer Düse den Ventilationswiderstand zu verringern, um die Ladeeffizienz zu verbessern.
Auch wenn auf eine nähere Darstellung von Zeichnungen verzichtet wird, umfasst ein Antriebsmechanismus der beweglichen Schaufeln 64 ein Ringelement 66, das an dem Turbinengehäuse 61b drehend gelagert ist; mehrere Kopplungselemente 67, die das Ringelement 66 mit den jeweiligen Tragwellen 65 koppeln, um jede der Tragwellen 65 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen zu drehen, wenn das Ringelement 66 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen gedreht wird; einen Stab 69, der gelagert ist, um bezüglich des Turbinengehäuses 61b ein- und ausgefahren zu werden; ein Gelenk 68, das den Stab 69 mit dem Ringelement 66 koppelt, um das Ringelement 66 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zu drehen, wenn der Stab 69 ein- und ausgefahren wird; und einen nicht gezeigten Unterdruckaktor, der den Stab 69 ein- und ausfährt. Der Antriebsmechanismus wandelt mit anderen Worten mittels des Gelenks 68, des Ringelements 66 und der Kopplungselemente 67 eine lineare Bewegung des Stabs 69 durch den Unterdruckaktor in eine Drehbewegung jeder der Tragwellen 65 um, um jede der beweglichen Schaufeln 64 zu schwenken.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2, die eine Seitenansicht des Auslassabschnitts des Motorhauptkörpers 1 ist, ist der DOC 31 an der Motorvorderseite des Turboladers 60 angeordnet. Wie vorstehend beschrieben oxidiert der DOC 31 CO und HC in dem Abgas zu einer unschädlichen Komponente.
Wie in 4 gezeigt ist, umfasst der DOC 31 einen säulenförmigen Monolithträger 70, an dem ein Katalysator (z. B. Platin oder Palladium) geträgert ist, und ein Gehäuse 71 (einen Behälter), das den Träger 70 in einer horizontalen Stellung aufnimmt (einer Stellung, in der die Mittelachse des Trägers 70 horizontal ausgerichtet ist). Das Gehäuse 71 weist eine Rohrform auf, die sich in der Vorder- und Rückseitenrichtung erstreckt. In einem hinteren Ende (an der Seite des Turboladers 60) des Gehäuses 71 ist ein Gaseinlass 72 ausgebildet, und in einem vorderen Ende des Gehäuses 71 ist ein Gasauslass 73 ausgebildet. Der Gaseinlass 72 und der Gasauslass 73 sind einander in der Vorder- und Rückseitenrichtung zugewandt. Die Mitte des Gaseinlasses 72 und die Mitte des Gasauslasses 73 ist im Wesentlichen mit der Kopplungswelle 62c des Turboladers 60 koaxial ausgerichtet.
Das Gehäuse 71 ist so ausgebildet, dass von dem Gaseinlass 72 eingeleitetes Abgas von dem Gasauslass 73 in einem Zustand abgeführt wird, dass ein primärer Teil des Abgases durch einen unteren Bereich 70a (siehe 5) des Trägers 70 strömt. Im Einzelnen ist das Gehäuse 71 so ausgebildet, dass eine Mittellinie C2 des Trägers 70 bezüglich einer durch den Gaseinlass 72 und den Gasauslass 73 tretenden Mittellinie C1 nach oben versetzt ist. Gemäß dieser Konfiguration ist der DOC 31 als Ganzes bezüglich des Motorhauptkörpers 1 an einer oberen Position angeordnet. In diesem Beispiel sind die Mittellinie des Gaseinlasses 72 und die Mittellinie des Gasauslasses 73 zueinander ausgerichtet. Sofern die Mittellinie C2 des Trägers 70 bezüglich der Mittellinie des Gaseinlasses 72 und der Mittellinie des Gasauslasses 73 als Ganzes nach oben versetzt ist, ist aber eine geringfügige Fehlausrichtung der Mittellinien des Gaseinlasses 72 und des Gasauslasses 73 zulässig.
Ein hinterer Abschnitt des Gehäuses 71 weist bezüglich des Trägers 70 eine Trichterform auf, so dass sich das Gehäuse 71 von dem Gaseinlass 72 hin zu dem Umfang des Trägers 70 verbreitert. Ein vorderer Abschnitt des Gehäuses 71 weist bezüglich des Trägers 70 eine Trichterform auf, so dass sich das Gehäuse 71 von dem Umfang des Trägers 70 hin zu dem Gasauslass 73 verschmälert.
Das vorstehend beschriebene Anordnen des Turboladers 60 und des DOC 31 an einer oberen Position bezüglich des Motorhauptkörpers 1 macht es möglich, den DPF 32 und das AGR-Ventil 56 in einem unter dem Turbolader 60 und dem DOC 31 ausgebildeten Raum anzuordnen.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der DPF 32 im Wesentlichen direkt unter dem DOC 31 nahe dem DOC 31 angeordnet. Ein vorderes Ende des DPF 32 ist mittels eines U-förmigen Rohrs 30a (ein Teil des Auslasskanals 30) mit einem vorderen Ende des DOC 31 verbunden. Diese Konfiguration macht es möglich, das aus dem DOC 31 abgelassene Abgas mittels des Gasauslasses 73 von einem nicht gezeigten Gaseinlass, der in einem vorderen Ende des DPF 32 ausgebildet ist, in den DPF 32 zu leiten.
Auch wenn dies nicht gezeigt ist, sind der DPF 32 und der DOC 31 von außen durch eine Metallabdeckung integral bedeckt. Dies verhindert ein Freisetzen von Wärme von dem DOC 31 und von dem DPF 32 und schützt bei Beanspruchen des Motors in dem Fahrzeug periphere Vorrichtungen um den DOC 31 und den DPF 32 davor.
Ein Hauptauslassrohr 30b (ein Teil des Auslasskanals 30, entspricht einem Auslassrohr der Erfindung), das mit dem Schalldämpfer 34 in Verbindung steht, ist mit einem hinteren Ende des DPF 32 verbunden. Das Hauptauslassrohr 30b erstreckt sich in der Motorbreitenrichtung von dem hinteren Ende des DPF 32 leicht schräg nach unten hin zur Außenseite des Hauptmotorkörpers 1.
Der AGR-Kühler 57 ist an einem Anbringungsabschnitt (nicht gezeigt), der an einer hinteren Fläche des Hauptauslassrohrs 30b (mit anderen Worten einer Fläche des Hauptauslassrohrs 30b gegenüber dem DPF 32) ausgebildet ist, befestigt. Das AGR-Ventil 56 ist a einem hinteren Abschnitt des AGR-Kühlers 57 befestigt. Gemäß dieser Konfiguration sind der AGR-Kühler 57 und das AGR-Ventil 56 an einem hinteren Abschnitt des DPF 32 an einer Position im Wesentlichen direkt unter dem Turbolader 60 angeordnet.
Ein stromaufwärts liegendes Ende eines AGR-Rohrs 55a, das den ND-AGR-Kanal 55 bildet, ist mit einem hinteren Abschnitt des AGR-Ventils 56 verbunden. Ein stromabwärts liegendes Ende des AGR-Rohrs 55a ist mit einem stromaufwärts liegenden Einlassrohr 20a (ein Teil des Einlasskanals 20) verbunden. Das stromaufwärts liegende Einlassrohr 20a bilden den Einlasskanal 20 zwischen dem Luftfilter 21 und dem Kompressor 62a des Turboladers 60. Das stromaufwärts liegende Einlassrohr 20a ist mit einem hinteren Abschnitt des Kompressorgehäuses 61a des Turboladers 60 verbunden. Das AGR-Rohr 55a ist mit einem Zwischenabschnitt des stromaufwärts liegenden Einlassrohrs 20a an einer Stelle nahe dem Verbindungsabschnitt zwischen dem stromaufwärts liegenden Einlassrohr 20a und dem Kompressorgehäuse 61a verbunden.
Das Bezugszeichen 20b von 2 bezeichnet ein stromabwärts liegendes Einlassrohr, das mit dem Kompressorgehäuse 61a des Turboladers 60 verbunden ist. Das stromabwärts liegende Einlassrohr 20b bildet den Einlasskanal 20 zwischen dem Zwischenkühler 22 und dem Kompressor 62a des Turboladers 60. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 58 von 2 ein Blowby-Gasrohr (Kanal) zum Einleiten von Blowby-Gas, das in dem Motorhauptkörper 1 verbleibt, zu dem Einlasskanal 20. Das Blowby-Gasrohr 58 verbindet zwischen dem Zylinderkopfdeckel 5 und dem stromaufwärts liegenden Einlassrohr 20a.
Bei dem so ausgelegten Dieselmotor wird, wie in 2 durch die Einpunkt-Strichlinie gezeigt ist, aus dem Sammelauslassport 3a des Motorhauptkörpers 1 (Zylinderkopf 3) abgelassenes Abgas zu dem Turbolader 60 eingeleitet, um die Turbine 62b zu drehen. Nach dem Strömen des Abgases durch den DOC 31 in Vorder- und Rückseitenrichtung wird die Strömungsrichtung des Abgases vor dem DOC 31 umgekehrt, so dass das Abgas zu dem DPF 32 eingeleitet wird. Nach dem Strömen des Abgases durch den DPF 32 in Vorder- und Rückseitenrichtung wird das Abgas durch das Hauptauslassrohr 30b zu dem Schalldämpfer 34 geleitet. Wie in 2 durch die Strichlinien-Pfeile gezeigt ist, wird ferner ein Teil des Abgases, das durch den PDF 32 geströmt ist, mittels des AGR-Kühlers 57 und des AGR-Ventils 56 zurück zu dem stromaufwärts liegenden Einlassrohr 20a geführt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Motor sind der Turbolader 60, der DOC 31, der DPF 32 und die AGR-Vorrichtung (das AGR-Ventil 56 und der AGR-Kühler 57) an einer Stelle nahe einer Fläche des Motorhauptkörpers 1 in kompakter Weise angeordnet. Dies ist beim kompakten Auslegen des Motors, nämlich beim Downsizing des Motors, vorteilhaft. Infolge des Zusammenfassens des Turboladers 60, des DOC 31, des DPF 32 und der AGR-Vorrichtung an einer Stelle nahe einer Fläche des Motorhauptkörpers 1 wird ferner die Umgebungstemperatur um diese Vorrichtungen bei einer relativ hohen Temperatur gehalten. Dies verhindert ein Freisetzen von Wärme von dem Abgas und trägt zur Förderung der Aktivierung des DOC 31 und zur Förderung von Regeneration (Oxidationsreaktion) des DPF 32 bei. Ein Dieselmotor weist inhärent eine hohe Verbrennungseffizienz auf, und die Temperatur von Abgas von dem Dieselmotor pflegt verglichen mit einem Benzinmotor niedriger zu sein. Bei Ausführen einer AGR-Steuerung wird die Temperatur von Abgas insbesondere gesenkt. Dies macht es schwierig, die Aktivierungstemperatur des DOC 31 und die Regenerationstemperatur des DPF 32 zu halten. Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist es aber einfach, die Aktivierungstemperatur des DOC 31 und die Regenerationstemperatur des DPF 32 zu halten. Dies ist beim Fördern der Aktivierung des DOC 31 und beim Fördern der Regeneration des DPF 32 vorteilhaft, während der Motor kompakt ausgelegt wird.
Bei dem so ausgelegten Motor ist der Turbolader 60 so ausgelegt, dass von dem Sammelauslassport 3a abgelassenes Abgas nach oben geleitet wird, um die Turbine 62b zu drehen, während eine nach oben gerichtete Abgaswirbelströmung gebildet wird. Im Hinblick auf das Vorstehende ist der Turbolader 60 als Ganzes bezüglich des Motorhauptkörpers 1 an einer oberen Position angeordnet. Ferner ist der DOC 31 so ausgelegt, dass die Mittellinie C2 des Trägers 70 bezüglich der durch den Gaseinlass 72 und den Gasauslass 73 tretenden Mittellinie C1 nach oben versetzt ist. Somit ist der DOC 31 als Ganzes bezüglich des Motorhauptkörpers 1 an einer oberen Position angeordnet. Der Turbolader 60 und der DOC 31 sind mit anderen Worten als Ganzes bezüglich des Motorhauptkörpers 1 an einer oberen Position angeordnet, und der DPF 32 und die AGR-Vorrichtung sind in einem Raum unter dem Turbolader 60 und dem DOC 31 angeordnet. Wenn der Motorhauptkörper 1 eine relativ kleine Größe aufweist oder wenn der Turbolader 60 und der DOC 31 eine relativ große Größe aufweisen, ist es daher möglich, den DPF 32 und die AGR-Vorrichtung in kompakter Weise unter dem Turbolader 60 und dem DOC 31 anzuordnen. In diesem Beispiel ist der Turbolader 60 ein Turbolader variabler Geometrie, der wie vorstehend beschrieben mit den beweglichen Schaufeln 64 und dem Antriebsmechanismus zum Bewegen der beweglichen Schaufeln 64 versehen ist. Daher pflegt die Größe des Turboladers als Ganzes in der radialen Richtung (in der radialen Richtung der Turbine 62b) zuzunehmen. Durch Nutzen der vorstehend erwähnten Konfiguration wird aber in diesem Beispiel die AGR-Vorrichtung in kompakter Weise unter dem Turbolader 60 angeordnet, unabhängig davon, dass der Turbolader 60 ein Turbolader variabler Geometrie ist.
Ferner wird hinsichtlich des Förderns der Aktivierung des DOC 31 der folgende Vorteil erhalten. Wie in 5 gezeigt ist, strömt im Einzelnen bei dem DOC 31, der so ausgelegt ist, dass die Mittellinie C2 des Trägers 70 bezüglich der Mittellinie C1 des Gaseinlasses 72 und des Gasauslasses 73 nach oben versetzt ist, ein Hauptstrom (siehe die hohlen Pfeile in 5) von Abgas hauptsächlich durch den unteren Bereich 70a des Trägers 70 und strömt kaum durch einen oberen Bereich 70b, der dem oberen Abschnitt des Trägers 70 entspricht. Der obere Bereich 70b wird aber auch durch heiße Luft (siehe die gestrichelten Pfeile in 5) des Hauptabgasstroms erwärmt und speichert die Wärme heißer Luft. Wenn Abgas niedriger Temperatur durch eine Änderung des Betriebszustands (wie etwa ein abgestellter Zustand des Gaspedals) des Motors vorübergehend durch den unteren Bereich 70a strömt, wird daher, auch wenn die Temperatur des unteren Bereichs 70a gesenkt wird, die Temperatur des oberen Bereichs 70b, durch den kaum Abgas strömt, in gewissem Maße bei einer hohen Temperatur gehalten. Das Ausüben einer Wärmespeicherfunktion auf den oberen Bereich 70b des Trägers 70 macht es mit anderen Worten möglich, ein beträchtliches Senken der Temperatur des Trägers 70 als Ganzes zu unterbinden. Das anschließende Einleiten von Abgas hoher Temperatur macht es möglich, die Temperatur des DOC 31 (Träger 70) schnell auf eine Aktivierungstemperatur des DOC 31 anzuheben. Somit ist die vorstehend erwähnte Konfiguration des DOC 31 nicht nur beim Beitragen zu einer Größenreduktion des Motors, sondern auch beim Fördern der Aktiverung des DOC 31 vorteilhaft.
Bei dem so ausgelegten Motor sind ferner der DOC 31 und der DPF 32 mittels des U-förmigen Rohrs 30a miteinander verbunden, so dass die Strömungsrichtung von Abgas, das durch den DOC 31 geströmt ist, vor dem DOC 31 umgekehrt wird, so dass das Abgas zu dem DPF 32 geleitet wird und in Vorder- und Rückseitenrichtung durch den DPF 32 strömt. Somit sind der DOC 31 und der DPF 32 in der Auf- und Abrichtung jeweils nahe zueinander angeordnet. Dies ist beim Anordnen des Turboladers 60 und des DOC 31 und der AR-Vorrichtung und des DPF 32 nahe zueinander in kompakter Weise in Auf- und Abrichtung vorteilhaft. Der DOC 31 und der DPF 32 werden wie vorstehend beschrieben von außen von einer Abdeckung bedeckt. Die Abdeckung kann kompakt ausgelegt werden, da der DOC 31 und der DPF 32 nahe zueinander angeordnet sind.
Der Dieselmotor, wie er vorstehend beschrieben ist, ist ein bevorzugtes Beispiel eines Motors, bei dem eine Auslassvorrichtung für einen Motor der Erfindung angewendet wird. Die Konfiguration des Dieselmotors und die Konfiguration der Auslassvorrichtung für den Dieselmotor können nach Bedarf abgewandelt werden, sofern diese Abwandlungen nicht vom Wesen der Erfindung abweichen.
In der Ausführungsform wird die Erfindung bei einem Dieselmotor angewendet. Die Erfindung ist aber bei einem Benzinmotor anwendbar.
Ferner bilden in der Ausführungsform der DPF 32 und die AGR-Vorrichtung eine Behandlungsvorrichtung der Erfindung. Alternativ können ein Stromgenerator, der durch den Motorhauptkörper 1 anzutreiben ist, ein Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage oder eine Elektromotorantriebseinheit für ein Hybridfahrzeug unter dem DOC 31 (Katalysatorvorrichtung), der bezüglich des Motorhauptkörpers mindestens bei einer oberen Position angeordnet ist, angeordnet werden.
Das Folgende ist eine Zusammenfassung der Erfindung.
Ein Aspekt der Erfindung ist auf eine Auslassvorrichtung für einen mit mehreren Zylindern versehenen Motor gerichtet. Die Auslassvorrichtung für einen Motor ist mit einem Motorhauptkörper versehen, welcher umfasst: einen Zylinderkopf mit einem darin vorgesehenen Krümmerauslasskanal, wobei der Krümmerauslasskanal einen Sammelauslassport, der mit jedem der Zylinder kommuniziert, umfasst, wobei der Sammelauslassport in einer Motorbreitenrichtung orthogonal zu einer Zylinderanordnungsrichtung in einer Fläche des Zylinderkopfs ausgebildet ist; einen Turbolader, der an der gleichen Seite wie die Zylinderkopffläche angeordnet ist und ausgelegt ist, um eine Turbine durch Abgas zu drehen, das von dem Sammelauslassport abgelassen wird, um Ansaugluft zu verdichten; eine Katalysatorvorrichtung, die in der Zylinderanordnungsrichtung benachbart zu dem Turbolader angeordnet ist und ausgelegt ist, um eine spezifische Komponente in dem Abgas, das durch den Turbolader getreten ist, einer Reaktion zu einer unschädlichen Komponente zu unterziehen; und eine Behandlungsvorrichtung, die an der gleichen Seite wie die Zylinderkopffläche des Motorhauptkörpers angeordnet ist. Der Turbolader ist ausgelegt, um das aus dem Sammelauslassport abgelassene Abgas nach oben zu leiten, um die Turbine zu drehen, während eine nach oben gerichtete Abgaswirbelströmung gebildet wird. Die Katalysatorvorrichtung ist mit einem Träger, auf dem ein Katalysator geträgert ist, und einem Behälter versehen, der den Träger aufnimmt und an beiden Enden eines unteren Bereichs des Trägers einen Abgaseinlass und einen Abgasauslass aufweist, um das Abgas in der Zylinderanordnungsrichtung hauptsächlich durch den unteren Bereich des Trägers treten zu lassen. Die Behandlungsvorrichtung ist mindestens unterhalb der Katalysatorvorrichtung angeordnet.
Bei der so ausgelegten Auslassvorrichtung für einen Motor ist es möglich, den Turbolader, die Katalysatorvorrichtung und die Behandlungsvorrichtung an einer Stelle nahe einer Fläche des Motorhauptkörpers in kompakter Weise anzuordnen. Gemäß der Konfiguration des Turboladers ist es insbesondere möglich, den Turbolader als Ganzes bezüglich des Motorhauptkörpers an einer oberen Position anzuordnen. Gemäß der Konfiguration der Katalysatorvorrichtung ist es ferner möglich, die Katalysatorvorrichtung als Ganzes bezüglich des Motorhauptkörpers an einer oberen Position anzuordnen. Daher ist es möglich, die Behandlungsvorrichtung in kompakter Weise unter der Katalysatorvorrichtung anzuordnen.
Die Behandlungsvorrichtung kann eine Abgasbehandlungsvorrichtung sein, die unter der Katalysatorvorrichtung angeordnet und ausgelegt ist, um die spezifische Komponente in dem Abgas, das durch die Katalysatorvorrichtung getreten ist, zurückzuhalten.
Ferner kann die Behandlungsvorrichtung umfassen: eine Abgasbehandlungsvorrichtung, die unter der Katalysatorvorrichtung angeordnet und ausgelegt ist, um die spezifische Komponente in dem Abgas, das durch die Katalysatorvorrichtung getreten ist, zurückzuhalten, sowie eine AGR-Vorrichtung, die unter dem Turbolader angeordnet und ausgelegt ist, um einen Teil des Abgases, das durch die Abgasbehandlungsvorrichtung getreten ist, zu einem Einlasskanal zurückzuführen; und die Abgasbehandlungsvorrichtung und die AGR-Vorrichtung können Seite an Seite in der Zylinderanordnungsrichtung angeordnet sein.
Gemäß der so ausgelegten Auslassvorrichtung für einen Motor ist es möglich, den Turbolader, die Katalysatorvorrichtung, die Abgasbehandlungsvorrichtung und die AGR-Vorrichtung an einer Stelle nahe einer Fläche des Motorhauptkörpers in kompakter Weise anzuordnen. Gemäß der Konfiguration des Turboladers ist es insbesondere möglich, den Turbolader als Ganzes bezüglich des Motorhauptkörpers an einer oberen Position anzuordnen. Gemäß der Konfiguration der Katalysatorvorrichtung ist es ferner möglich, die Katalysatorvorrichtung als Ganzes bezüglich des Motorhauptkörpers an einer oberen Position anzuordnen. Daher ist es möglich, die AGR-Vorrichtung und die Abgasbehandlungsvorrichtung unter dem Turbolader und der Katalysatorvorrichtung in kompakter Weise anzuordnen. Gemäß der so ausgelegten Auslassvorrichtung für einen Motor macht es ferner das kompakte Anordnen des Turboladers, der Katalysatorvorrichtung, der Abgasbehandlungsvorrichtung und der AGR-Vorrichtung an einer Stelle nahe der Fläche des Motorhauptkörpers möglich, die Umgebungstemperatur um die Vorrichtungen bei einer relativ hohen Temperatur zu halten. Dies ist beim Verhindern des Freisetzens von Wärme aus dem Abgas und beim Fördern einer Aktivierung der Katalysatorvorrichtung vorteilhaft.
Bei der vorstehenden Konfiguration können die Katalysatorvorrichtung und die Abgasbehandlungsvorrichtung vorzugsweise so miteinander verbunden werden, dass nach Strömen des Abgases, das durch den Turbolader geströmt ist, durch die Katalysatorvorrichtung in der Zylinderanordnungsrichtung eine Strömungsrichtung des Abgases umgekehrt wird, so dass das Abgas zu der Abgasbehandlungsvorrichtung eingeleitet wird und das Abgas durch die Abgasbehandlungsvorrichtung in der Zylinderanordnungsrichtung strömt.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist es möglich, den Turbolader und die Katalysatorvorrichtung und die Abgasbehandlungsvorrichtung und die AGR-Vorrichtung nahe zueinander in kompakter Weise in der Auf- und Abrichtung anzuordnen.
Die vorstehende Konfiguration ist vorteilhaft, wenn der Turbolader ein Turbolader variabler Geometrie ist, der mit beweglichen Schaufeln versehen ist, und so ausgelegt ist, dass eine Strömungsrate von Abgas, das durch das Arbeiten der beweglichen Schaufeln in die Turbine strömt, verstellbar ist.
Die Gesamtgröße des Turboladers variabler Geometrie pflegt mit anderen Worten in einer radialen Richtung zuzunehmen, da der Turbolader einen Mechanismusabschnitt zum Betreiben der beweglichen Schaufeln umfasst. Gemäß der Konfiguration der Auslassvorrichtung für einen Motor, wie sie vorstehend beschrieben ist, ist es aber möglich, den Turbolader bezüglich des Motorhauptkörpers an einer oberen Position anzuordnen. Dies macht es möglich, die AGR-Vorrichtung in kompakter Weise unter dem Turbolader anzuordnen, selbst wenn der Turbolader ein Turbolader variabler Geometrie ist.
Als bevorzugte Konfiguration kann die Abgasbehandlungsvorrichtung Feinpartikel in dem Abgas zurückhalten, und die AGR-Vorrichtung kann einen AGR-Kühler, der das zu dem Einlasskanal zurückzuführende Abgas kühlt, und ein AGR-Ventil, das eine Menge des zu dem Einlasskanal zurückzuführenden Abgases verstellt, umfassen.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist es möglich, die Abgasbehandlungsvorrichtung, die Feinpartikel in dem Abgas zurückhält, den AGR-Kühler und das AGR-Ventil unter dem Turbolader und der Katalysatorvorrichtung in kompakter Weise anzuordnen.
Bei der vorstehenden Konfiguration kann die Auslassvorrichtung für einen Motor vorzugsweise weiterhin ein Auslassrohr umfassen, das mit der Abgasbehandlungsvorrichtung verbunden und ausgelegt ist, um das Abgas, das durch die Abgasbehandlungsvorrichtung geströmt ist, in der Motorbreitenrichtung nach außen zu leiten, wobei die AGR-Vorrichtung an einer Stelle gegenüber der Abgasbehandlungsvorrichtung an einer Fläche des Auslassrohrs eingebaut ist.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist es möglich, den Motor kompakt auszulegen, ohne die AGR-Vorrichtung und das Auslassrohr in der Motorbreitenrichtung zu überlagern.
Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-036956 , die am 27. Februar 2014 eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme mitaufgenommen ist.
Auch wenn die vorliegende Erfindung beispielhaft unter Bezug auf die Begleitzeichnungen umfassend beschrieben wurde, versteht sich, dass für den Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen nahe liegen können. Sofern solche Änderungen und Abwandlungen nicht anderweitig vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, die nachstehend dargelegt ist, abweichen, sollen sie daher als darin enthalten ausgelegt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4803059 [0002, 0004]
JP 2014-036956 [0073]

Claims

Auslassvorrichtung für einen mit mehreren Zylindern (2a) versehenen Motor, umfassend: einen Motorhauptkörper (1) mit einem Zylinderkopf (3), der darin mit einem Krümmerauslasskanal versehen ist, wobei der Krümmerauslasskanal einen Sammelauslassport (3a) umfasst, der mit jedem der Zylinder in Verbindung steht, wobei der Sammelauslassport in einer Fläche des Zylinderkopfs in einer Motorbreitenrichtung orthogonal zu einer Zylinderanordnungsrichtung ausgebildet ist; einen Turbolader (60), der an der gleichen Seite wie die Zylinderkopffläche angeordnet und ausgelegt ist, um eine Turbine (62b) durch Abgas, das von dem Sammelauslassport abgelassen wird, zu drehen, um Ansaugluft zu verdichten; eine Katalysatorvorrichtung (31), die in der Zylinderanordnungsrichtung benachbart zu dem Turbolader angeordnet und ausgelegt ist, um eine spezifischen Komponente in dem Abgas, das durch den Turbolader getreten ist, einer Reaktion zu einer unschädlichen Komponente zu unterziehen; und eine Behandlungsvorrichtung (32, 56, 57), die an der gleichen Seite wie die Zylinderkopffläche des Motorhauptkörpers angeordnet ist, wobei der Turbolader ausgelegt ist, um das von dem Sammelauslassport abgelassene Abgas nach oben zu leiten, um die Turbine zu drehen, während eine nach oben gerichtete Wirbelströmung von Abgas gebildet wird, die Katalysatorvorrichtung mit einem Träger (70), an dem ein Katalysator geträgert ist, und einem Behälter (71), der den Träger aufnimmt und einen Abgaseinlass (72) und einen Abgasauslass (73) an beiden Enden eines unteren Bereichs (70a) des Trägers aufweist, versehen ist, um das Abgas in der Zylinderanordnungsrichtung hauptsächlich durch den unteren Bereich des Trägers treten zu lassen, und die Behandlungsvorrichtung mindestens unter der Katalysatorvorrichtung angeordnet ist.
Auslassvorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, wobei die Behandlungsvorrichtung eine Abgasbehandlungsvorrichtung (32) ist, die unter der Katalysatorvorrichtung angeordnet und ausgelegt ist, um die spezifische Komponente in dem Abgas, das durch die Katalysatorvorrichtung getreten ist, zurückzuhalten.
Auslassvorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, wobei die Behandlungsvorrichtung umfasst: eine Abgasbehandlungsvorrichtung (32), die unter der Katalysatorvorrichtung angeordnet und ausgelegt ist, um die spezifische Komponente in dem Abgas, das durch die Katalysatorvorrichtung getreten ist, zurückzuhalten; und eine AGR-Vorrichtung (56, 57), die unter dem Turbolader angeordnet und ausgelegt ist, um einen Teil des Abgases, das durch die Abgasbehandlungsvorrichtung getreten ist, zu einem Einlasskanal zurückzuführen, und die Abgasbehandlungsvorrichtung und die AGR-Vorrichtung in der Zylinderanordnungsrichtung Seite an Seite angeordnet sind.
Auslassvorrichtung für einen Motor nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Katalysatorvorrichtung und die Abgasbehandlungsvorrichtung so miteinander verbunden sind, dass nach Treten des Abgases, das durch den Turbolader getreten ist, in der Zylinderordnungsrichtung durch die Katalysatorvorrichtung eine Strömungsrichtung des Abgases umgekehrt wird, so dass das Abgas zu der Abgasbehandlungsvorrichtung eingeleitet wird und das Abgas in der Zylinderanordnungsrichtung durch die Abgasbehandlungsvorrichtung tritt.
Auslassvorrichtung für einen Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Turbolader ein Turbolader variabler Geometrie mit beweglichen Schaufeln (64) ist und so ausgelegt ist, dass eine Strömungsrate von Abgas, das durch Arbeiten der beweglichen Schaufeln zu der Turbine strömt, verstellbar ist.
Auslassvorrichtung für einen Motor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung Feinpartikel in dem Abgas zurückhält und die AGR-Vorrichtung einen AGR-Kühler (57), der das zu dem Einlasskanal zurückzuführende Abgas kühlt, und ein AGR-Ventil (56), das eine zu dem Einlasskanal zurückzuführende Menge des Abgases verstellt, umfasst.
Auslassvorrichtung für einen Motor nach Anspruch 6, weiterhin umfassend: ein Auslassrohr (30b), das mit der Abgasbehandlungsvorrichtung verbunden und ausgelegt ist, um das Abgas, das durch die Abgasbehandlungsvorrichtung getreten ist, in der Motorbreitenrichtung nach außen zu leiten, wobei die AGR-Vorrichtung an einer Fläche des Auslassrohrs an einer Position gegenüber der Abgasbehandlungsvorrichtung eingebaut ist.