机动车发动机室中的耐碰撞的系统装置制造方法
机动车发动机室中的耐碰撞的系统装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种在机动车的前车区域中设置的发动机室中耐碰撞的系统装置，包括：在发动机室中设置的具有发动机缸体(1)的内燃机；接收内燃机的废气的废气歧管(2)；配置给内燃机的具有废气入口(5)和废气出口(6)的废气涡轮增压器(3)；以及废气净化系统(7)，其具有沿行驶方向(8)在废气涡轮增压器(3)之前设置的基本上呈圆柱形的第一催化器壳体(9)，第一废气催化器元件设置在该第一催化器壳体中。在此提供第一废气引导件(10)，用于将废气从废气涡轮增压器(3)的废气出口(6)引导到第一催化器壳体(9)，该第一废气引导件从废气涡轮增压器(3)的废气出口(6)延伸到第一催化器壳体(9)的入口漏斗(11)并且能够将基本上相反于行驶方向(8)作用到第一催化器壳体(9)上的压力至少部分地传递到废气涡轮增压器(3)。废气涡轮增压器(3)通过第一固定装置(12)与废气歧管(2)机械地连接，并且通过第二固定装置(13)与发动机缸体(1)机械地连接，其中第一和第二固定装置(12、13)如此设计，使得废气涡轮增压器(3)与废气歧管(2)的连接和/或废气涡轮增压器(3)与发动机缸体(1)的连接在压力的预定的上值阈内松脱。
【专利说明】
机动车发动机室中的耐碰撞的系统装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在机动车的前车区域中设置的发动机室中的耐碰撞的系统装置。
【背景技术】
[0002]为了提高乘客保护，特别是对于前部碰撞的情况，已知的是，给前车区域提供吸收能量并且在力作用下可足够变形的结构。例如由文献DE102009016941A1已知一种在机动车的前车区域中设置的发动机室中的耐碰撞的系统装置，其具有能量吸收元件，该能量吸收元件配置给机动车的废气设备。提供尽可能紧凑结构的系统这一要求却使得耐碰撞的能量吸收元件的应用变得困难，该系统即使复杂性高仍然能够在小的空间供应下安置在发动机室中，因为这些能量吸收元件大多提供耗能的形变路径，这提高了结构空间要求。
【发明内容】
[0003]本发明的任务在于,提出一种在机动车的前车区域中设置的发动机室中的耐碰撞并且同时紧凑的系统装置。
[0004]该任务通过具有权利要求1的特征的系统装置解决。
[0005]按照本发明的系统装置包括:在发动机室中设置的具有发动机缸体的内燃机；吸收内燃机的废气的废气歧管；配置给内燃机的具有废气入口和废气出口的废气涡轮增压器；以及废气净化系统，其具有沿行驶方向在废气涡轮增压器之前设置的基本上呈圆柱形的第一催化器壳体，第一废气催化器兀件设置在该第一催化器壳体中。特征在于，提供第一废气引导件，用于将废气从废气涡轮增压器的废气出口引导到第一催化器壳体，该第一废气引导件从废气涡轮增压器的废气出口延伸到第一催化器壳体的入口漏斗并且能够将基本上相反于行驶方向作用到第一催化器壳体上的压力至少部分地传递到废气涡轮增压器。废气涡轮增压器通过第一固定装置与废气歧管机械地连接，并且通过第二固定装置与发动机缸体机械地连接，其中第一和第二固定装置如此设计，使得废气涡轮增压器与废气歧管的连接和/或废气涡轮增压器与发动机缸体的连接在压力的预定的上值阈内松脱。
[0006]由于废气涡轮增压器与内燃机固定的该设计，在特别是近似从前面施加到第一催化器壳体上的碰撞力的作用下，实现了耦合到废气涡轮增压器上的第一催化器壳体的吸收能量的移动，而不会将废气净化系统的部件压到车辆内室中。在内燃机或发动机缸体沿行驶方向纵向地设置在发动机室中时，并且特别是如果在此第一催化器壳体的沿行驶方向看去的前面的端部设置在发动机缸体的前端部之前时，该设计已证实为特别有利的，该内燃机或发动机缸体的特征在于具有多个依次设置的气缸。近似在前面作用的碰撞力如此以能量吸收的方式首先作用到废气净化系统，并且避免了对发动机缸体的冲击，该冲击可能将发动机缸体朝乘客车厢的方向移动。废气涡轮增压器以限定的强度来固定，这确保了涡轮增压器的有针对性的松脱，第一催化器壳体通过第一废气引导件固定在该涡轮增压器上并且如此实现了第一催化器壳体的进一步的吸收力的移动，由此避免了阻塞。在此通过执行涡轮增压器的固定和确定尺寸来确定，在作用于其上的压力的何种大小下实现涡轮增压器的连接的松脱。
[0007]优选地设定，用于连接废气涡轮增压器与发动机缸体的固定装置构成为特别是轮廓清晰的固定板，该固定板借助于螺纹连接一方面固定在发动机缸体上而另一方面固定在废气涡轮增压器壳体或其涡轮机壳体上。优选通过松开固定件在涡轮机壳体上的螺纹连接使得废气涡轮增压器与发动机缸体的连接由于与碰撞有关的力作用而松开。用于废气涡轮增压器与废气歧管的连接的固定装置优选构成为例如卡箍连接形式的可松脱的管路连接。对于碰撞性能已经证实为特别有利的是，在废气涡轮增压器由内燃机松脱之后由于废气涡轮增压器的松脱的连接实现了废气净化系统的并且特别是第一催化器壳体的部件的进一步吸收能量的移动或形变。优选地固定装置如此设计，使得在越来越大的力的作用下在与发动机缸体连接之前松脱废气涡轮增压器与废气歧管的连接。为了可以将近似在前面作用的碰撞力从第一催化器壳体经由第一废气引导件有效地传递到废气涡轮增压器，废气涡轮增压器优选如此设置，使得废气涡轮增压器的废气出口向前沿行驶方向定向。此外优选地第一废气引导件至少部分地例如直线地从废气涡轮增压器出口延伸到第一催化器壳体的入口漏斗。
[0008]在本发明的设计方案中，第一废气引导件具有波纹管部段，该波纹管部段在压力的预定的下值阈内经历至少20毫米的缩短，该下值阈的值小于上值阈的值。因此，波纹管部段设计为比较软。在力作用的进一步提高中导致废气涡轮增压器的设定的连接的破坏或松脱之前，由此有利地实现了吸收能量的形变。波纹管部段除了在碰撞情况下的力吸收之外有利地在正常运行中附加地实现了基于发动机缸体的振动的解耦或缓冲。在此也可以将波纹管部段设计为用于20毫米以上的缩短。直至40毫米的最大缩短距离可以视为有利的。
[0009]在本发明另外的设计方案中，第一和第二固定装置如此设计，使得在小于40kN的压力下松开废气涡轮增压器与废气歧管的连接和/或废气涡轮增压器与发动机缸体的连接。用于作用到第一催化器壳体上的压力的上值阈的上限由此位于在40kN。然而在向下直至大约20kN的较低的值的情况下已经能够提供连接的松脱。相应的设计能够例如通过涡轮机壳体的以相应的拧紧力的螺纹连接在固定板的叉形孔容纳处中实现，其中螺栓在压力作用下从叉形孔中压出。关于在限定的力作用下引起的与废气歧管的连接的松脱可以在卡箍连接的情况下例如提供卡箍架的预定的强度。如由
【发明者】确定的那样，通过这样的设计实现形变能量的特别有效的利用。
[0010]在本发明的另一设计方案中，用于压力的下值阈的上限为30kN。波纹管部段的最大缩短由此最晚当压力为30kN时实现。通过该设计确保了在较小强度的碰撞情况下保持损坏有限。
[0011]在本发明的另一设计方案中，第一催化器壳体至少几乎竖直地设置在发动机室中。由此有利地利用，壳体沿径向具有相比于沿轴向更小的强度或稳定性。近似在前面作用到第一催化器壳体的碰撞力可以如此通过改善的方式吸收。再者第一催化器壳体的直立设置实现了废气净化系统特别紧凑的构成。
[0012]在本发明另一设计方案中，第一催化器壳体至少部分地具有肋结构。通过该实施方案第一催化器壳体沿力作用方向具有减小的强度并且通过改善的方式实现了吸收能量的形变。
[0013]在本发明的另一设计方案中，废气净化系统具有圆柱形的第二催化器壳体，其中设置有第二催化器元件和/或微粒过滤元件，其中提供第二废气引导件，用于将废气从第一催化器壳体的出口侧引导到第二催化器壳体的入口侧，该第二废气引导件在分离点可松脱地与第二催化器壳体的入口漏斗连接。通过提供另外的在过滤技术和/或催化技术方面起作用的废气清洁元件改善或扩展废气再处理系统的有效性，其中由于第二与第一催化器壳体的设有分离点的可松脱的连接，在所述连接松脱时实现了进一步的移动或形变空间，该进一步的移动或形变空间同样起到吸收能量的作用并且提高耐碰撞性。如果在本发明的一个设计方案中第二废气引导件至少部分地设计成肋条状或者具有波纹管部段，那么能够进一步改善该效果。
[0014]在本发明的另一设计方案中，在从第二废气引导件到第二催化器壳体的过渡区域中提供作为额定弯点起作用的结构变化。由于额定弯点实现了有目的定向的拐弯，由此避免了在反向于行驶方向起作用的力的作用下在提高强度的意义上第一和第二催化器壳体的形成阻塞的定向。额定弯点优选设置在第二废气引导件与第二催化器壳体的入口漏斗之间的过渡部附近并且可以例如通过刻槽实现。
[0015]在本发明的另一设计方案中，第二催化器壳体设置为至少几乎水平地在发动机室中并且在大地测量学方面在废气涡轮增压器之下以及沿行驶方向看去在第一催化器壳体之后并且与第一催化器壳体具有小的或可忽略的侧面偏差，从而使得第二催化器壳体的上侧位于在第一催化器壳体的大地测量学方面的布置高度的区域中。第一和第二催化器壳体由此设置在发动机缸体的相同的侧上。通过在废气涡轮增压器之下第二催化器壳体的平躺设置结合第一催化器壳体的直立的设置得到了废气净化系统的特别紧凑的实施方案。由于该设置，用于由第一催化器壳体出来的废气的废气引导件在进入到第二催化器壳体之前具有至少大约90度的偏转。这有利于在反向于行驶方向定向的碰撞力的作用下第二废气引导件的消耗能量的拐弯。
[0016]在本发明的另一设计方案中，第二催化器壳体在废气入口侧经由第一固定件并且在废气出口侧经由第二固定件与发动机缸体力锁合和/或形锁合连接，其中第一固定件具有沿行驶方向看去相比于第二固定件更小的弯曲刚度。第一固定件由此允许特别是反向于行驶方向、与第一固定件连接的构件的吸收能量的移动。更坚硬地构成的第二固定件防止在前面的碰撞力作用下沿纵向比较坚硬的第二催化器壳体显著地进入到乘客车厢。
[0017]在本发明的另一设计方案中，在第一催化器壳体与第二催化器壳体之间的区域中提供平面材料构件，该平面材料构件的平面法线至少几乎垂直于行驶方向来定向。这实现了，如果通过压力的作用将第一催化器壳体推到第二催化器壳体上，则通过平面材料破坏第一催化器壳体和在其中设置的第一催化器兀件。通过该破坏极大地减小了第一催化器壳体的强度并且由此避免了阻塞形成并且实现了进一步吸收能量的形变。对于平面材料的特别有效的功能来说，在所述意义上有利的是，该平面材料的平面法线垂直或几乎垂直地定向。平面材料有利地固定在第二催化器壳体上并且可以是固定件的一体的组成部分。
[0018]在本发明的另一设计方案中，在第一催化器壳体与第二催化器壳体之间的区域中提供用于第一和/或第二催化器壳体的固定构件，该固定构件具有朝行驶方向8并且倾斜地在大地测量学方面向上指向的滑动面，该滑动面实现了将第一催化器壳体推到第二催化器壳体上。由此避免了在相应大的碰撞力作用下第一和第二催化器壳体的阻塞形成，因为给第一催化器壳体提供另一避让路径。
[0019]在本发明的另一设计方案中，第一催化器壳体和/或第二催化器壳体至少部分地优选主要由具有小于I毫米的材料厚度的金属材料构成。将壳体材料构成为薄板降低了壳体的强度，由此通过特别有效的方式实现了伴随接受相应的能量吸收的形变。
[0020]在本发明的另一设计方案中，第一催化器壳体借助于焊缝与第二废气引导件连接，其中焊缝具有额定断裂点，该额定断裂点在预定大小的拉力作用到额定断裂点时实现焊缝的断裂。由此在确定大小的碰撞力的作用下，实现第一催化器壳体从第二废气引导件的松脱。由此第一催化器壳体的进一步的移动尽可能独立于其到第二催化器壳体的连接，并且因此同样可避免起加固作用的阻塞形成。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明另外的优点、特征和细节由优选实施例的以下描述以及根据附图产生。在不会脱离本发明的保护范围的情况下，以上在描述中所述的特征和特征组合以及以下在【专利附图】
【附图说明】中所述的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅仅在分别提出的组合中而且也在其他组合中或者单独地是可用的。其中:
[0022]图1在垂直于行驶方向的部分视图中示出了按照本发明的系统装置的有利的实施方案的示意图；
[0023]图2示出了根据图1的系统装置的涡轮增压器的固定的示意图；
[0024]图3在与行驶方向倾斜的部分视图中示出了根据图1的系统装置的示意图；
[0025]图4示出了按照图1的按照本发明的系统装置的部分视图。
【具体实施方式】
[0026]图1在示意图中示出了废气净化系统7、废气涡轮增压器3以及废气歧管2作为在有利的实施方案或设置中按照本发明的耐碰撞的系统装置的重要组件。
[0027]在机动车的车前部区域中的发动机室中设置的废气净化系统7具有第一催化器壳体9和第二催化器壳体16。催化器壳体9、16在此具有圆柱形的形状。在此第一催化器壳体9直立地，也就是至少几乎竖直地并且关于以箭头8表示的行驶方向至少几乎齐平地设置在平躺地(也就是至少几乎水平地)设置的第二催化器壳体16之前。在第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间沿行驶方向8看去提供自由空间，该自由空间在反向于行驶方向8作用到第一催化器壳体9上的碰撞力的情况下实现了用于反向于行驶方向8把第一催化器壳体9推开的空间，所述推开消耗力。在第一催化器壳体9中设置的废气催化元件优选构成为氧化催化器。在第二催化器壳体16中优选沿行驶方向8看去在SCR催化器之前设置微粒过滤器，其中微粒过滤器优选具有SCR催化剂涂层。由于该实施形式实现了全面的废气清洁和废气净化系统7的紧凑的节省空间的结构。
[0028]第一催化器壳体9经由第一废气引导件10获得未不出的、在此四缸构成的柴油机的废气，该第一废气引导件通到第一催化器壳体9的入口漏斗11中。第一废气引导件10在此基本上水平并且沿行驶方向8定向，而入口漏斗11引起废气流动方向偏转大约90度。在此沿行驶方向8看去第一催化器壳体9的前面的壁区域以一间隔位于柴油机的前端部之前，由此近似在前面的碰撞力首先作用到第一催化器壳体9。通过第二废气引导件17将氧化催化处理的废气从第一催化器壳体9引导给第二催化器壳体16。在此第二废气引导件17经由在此构成为卡箍连接的可松脱的分离点18与第二催化器壳体16的入口漏斗19连接。在将废气从一个基本上竖直的方向偏转到一个基本上水平的方向之前，在第一催化器壳体9的越来越细的出口路段中提供用于作为还原剂的尿素水溶液的喷射器，所述喷射器用于选择性地催化氮氧化物还原，该喷射器将尿素溶液喷在设置在出口路段内部中的混合-和汽化板上，这没有单独地示出。第二废气引导件20在此作为用于输入的尿素溶液的混合-和水解路段起作用。
[0029]在输入侧第一催化器壳体9经由第一废气引导件10与废气涡轮增压器3的涡轮机壳体4的沿行驶方向8看去敞开的废气出口 6连接。涡轮增压器3或涡轮机壳体4的废气入口 5在此与柴油机的废气歧管2连通，废气歧管容纳由柴油机喷出的废气。为了在入口侧连接涡轮机壳体4与废气歧管2，提供在此构成为卡箍连接的可松脱的分离点12。废气涡轮增压器3如所示那样在大地测量学方面在第二催化器壳体16之上以及在废气歧管2之上设置，由此窄和紧凑的结构的实施方案是可能的。除了经由分离点12在废气歧管2上的机械连接外，还提供废气涡轮增压器3或涡轮机壳体4的另一机械固定，这随后参照图2进一步阐明。
[0030]在图2中特别阐明了废气涡轮增压器3或涡轮机壳体4与柴油机的仅仅粗略示意勾画的发动机缸体I的固定。该固定通过固定装置13实现，该固定装置在此包括一作为沿行驶方向8刚性的模制的固定板，通过该固定板涡轮机壳体4与发动机缸体I机械连接。为此固定装置13具有在此构成为螺纹连接的第一连接点23，固定板借助于第一连接点在固定涡轮机壳体4上。通过在此同样构成为螺纹连接的第二连接点24将固定板在发动机缸体I上固定。
[0031]废气净化系统7同样固定在发动机缸体I上，这在图3中说明。在图3中以关于行驶方向8在斜前方的视角示出了在图1中横向于行驶方向8示出的废气净化系统7。在此可以看到第一固定件21和第二固定件22。借助于第一固定件21实现第二催化器壳体16在发动机缸体I上的废气入口侧的固定。借助于第二固定件23实现了第二催化器壳体16在发动机缸体I上的废气出口侧的固定。
[0032]按照本发明的系统装置通过不同的在以下参照图1至4所述的构造上的措施特别是耐碰撞地如此构成，使得特别是近似在前面也就是反向于行驶方向8作用的碰撞力可以有效地被吸收，并且可以至少在大多数情况下完全或者尽可能地阻止特别是废气净化系统7的构件进入到乘客车厢中。
[0033]在以相应强度基本上在前面碰撞到障碍物，例如刚性的障碍的情况下首先沿行驶方向8在废气净化系统7之前设置的构件被压入，并且碰撞力随后作用到第一催化器壳体9上，第一催化器壳体的前部限制沿行驶方向8优选位于在发动机缸体I的前部限制之前。由于该力作用反向于行驶方向8移动第一催化器壳体9，这特别是由此实现，即第一废气引导件10具有波纹管部段14，该波纹管部段实现了吸收能量的形变。此外第一催化器壳体9的移动也由此实现，即在第二废气引导件17与第二催化器壳体16的连接的区域中提供结构修改，该结构修改实现了第二废气引导件17的拐弯。结构修改可以例如作为刻槽直接设置在分离点18之前在第二废气引导件17中和/或直接在第二分离点18之后在到第二催化器壳体16的入口漏斗19的过渡部中。可以提供结构修改或额定弯点，其促进向上的拐弯或向下的拐弯。附加地可以如此设计第二分离点18，使得第二分离点的松脱在预定大小的力作用下实现。通过提供形变路径第二废气引导件17向下拐弯也由此促进，即第二催化器壳体16的入口漏斗19斜向下定向并且因此在反向于行驶方向8作用的力的情况下具有降低的强度。通过这种方式第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间的间隔可以在能量吸收的情况下缩短并且实现形变路径。
[0034]整个废气净化系统7的移动可以通过特别是第一固定件21的弯曲实现，然而也可以通过第二固定件22的弯曲实现。为此有利地第一固定件设计为沿行驶方向8看去与横向于该行驶方向的方向相比硬度更小。对于第二固定件22来说，如此提供在发动机缸体I上的构造设计和固定，使得从反向于行驶方向8作用的力的确定的大小开始，关于反向于行驶方向8的拐弯，该第二固定件至少具有相比于第一固定件21显著更高的强度。由此在即使力比较大的情况下也阻止或至少阻碍第二催化器壳体16进入到乘客车厢中，因为第二催化器壳体16在经过一定的移动路径之后碰撞到随后抗弯的第二固定件22并且更强地阻碍了进一步的移动。
[0035]在压缩第一废气引导件10的波纹管部段14之后压力或碰撞力又增加的情况下将该压力或碰撞力加强地通过第一废气引导件10传递到废气涡轮增压器3。为了实现进一步的形变或移动路径，设定了，从反向于行驶方向8作用到第一催化器壳体9的前侧或涡轮机壳体4上的、优选最大40kN的确定的力作用开始，解除涡轮机壳体4在第一连接点23上的固定。优选地，第一分离点12如此设计，使得该第一分离点同样在位于在该范围中的力作用的情况下松脱。特别是优选地设定，废气涡轮增压器3与废气歧管2和发动机缸体I的连接如此设计，使得该连接最晚当所述的力作用达到40kN的大小时松脱。由此在该情况下涡轮增压器3至少大约完全松脱并且可以由此不或者至少不再大大地阻碍第一催化器壳体9的进一步移动。在此设定，第一连接点23、第一分离点12和波纹管部段14以相互相关性如此设计，使得第一连接点23和第一分离点12的松脱仅仅当波纹管部段14已经经历优选至少20毫米的确定的缩短时才实现。波纹管部段14由此优选地如此设计，使得该波纹管部段实现在30kN或更小的轴向压力作用下至少20毫米的缩短。
[0036]第一连接点23的有目的的、力有关的松脱优选由此实现，固定装置13的相应的螺纹连接具有用于容纳连接螺栓的、反向于行驶方向敞开的叉形孔。在优选小于40kN的压力或碰撞力反向于行驶方向8作用于涡轮机壳体4的情况下，连接螺栓可以从第一连接点23的叉形孔容纳部被挤压出来。由此实现了涡轮增压器3从其固定位置反向于行驶方向8的移动以及此外机械耦合到涡轮增压器3的第一催化器壳体9的进一步移动。在此优选设定，在第一连接点23松脱之前已经松脱涡轮机壳体4与废气歧管2经由第一分离点12的连接。
[0037]由于通过废气涡轮增压器3的连接的松脱消除了第一催化器壳体9的移动阻碍，所以可以在进一步的力作用下在能量吸收的情况下进一步反向于行驶方向8移动第一催化器壳体9并且最后碰撞到第二催化器壳体16。在该移动中出现的能量吸收部分地优选主要地通过第二废气引导件7的上述的拐弯和第二催化器壳体16的入口漏斗19的压入实现。
[0038]为了实现在第一催化器壳体9碰撞到第二催化器壳体16之后进一步的消耗力的移动路径，一方面设定，第一催化器壳体9至少在出口侧具有肋结构15，其简化了反向于行驶方向8的压紧。而且第二废气引导件17优选通过这种方式构造为肋加固的或者具有波纹管部段20。而且可以为第二催化器壳体16提供肋结构，该肋结构降低了第二催化器壳体沿轴向的强度并且简化了沿轴向的压入。此外可以通过第二分离点18的设计导致，在可预定的力的作用下松脱该第二分离点。此外第一催化器壳体9和第二催化器壳体的设置如此引起，即第二催化器壳体16的上侧位于在第一催化器壳体9的大地测量学方面的布置高度的区域中，使得第一催化器壳体9可以由第二催化器壳体16，特别是由其上侧径向压入。第一催化器壳体9的压入优选也由此简化，使得该第一催化器壳体至少部分地优选主要地由具有小于I毫米的材料厚度的金属材料构成。而且第二催化器壳体16可以完全或部分地由一种这样的薄金属板材料制造。
[0039]第一催化器壳体9在碰撞到第二催化器壳体16上之后的径向压入或者甚至破坏的折断可以最后由此简化，即在第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间的区域中提供平面材料构件，其平面法线至少近似垂直于行驶方向8定向。特别是可以提供大约水平的平面材料，该平面材料优选固定在第二催化器壳体16上，特别是在其上部区域上。如果第一催化器壳体9碰撞到平面材料的平面侧，那么通过反向于行驶方向8的力作用便于第一催化器壳体的压入。在进一步移动中也实现了在第一催化器壳体9中设置的氧化催化器的破坏折断，由此强度大幅降低，避免了阻塞形成并且提供进一步吸收力的移动或形变路径。
[0040]有利地也可以设定，在第一催化器壳体9碰撞到第二催化器壳体16时，实现了第一催化器壳体特别是沿斜向上的方向的避让的移动。为此特别有利的是，通过连接第一催化器壳体9与第二废气引导件17的焊缝25如此设计，使得该焊缝在第一催化器壳体9碰撞到第二催化器壳体16之前断裂。为此可以总体上相应地设计焊缝25的强度。附加或备选地焊缝25可以具有额定断裂点，其实现了焊缝25的方便的断裂。例如通过材料薄弱处引起的额定断裂点优选设置在焊缝25的朝向和/或背向第二催化器壳体16的端部上。如果焊缝断裂，那么第一催化器壳体几乎松脱并且实现了上滑到第二催化器壳体16上。这样的上滑可以通过第二催化器壳体16的斜的倒角简化。然而优选地提供相应变形的固定构件，该固定构件也用于第一和/或第二催化器壳体9、16的固定并且提供相应的滑动面，这随后参照图4阐明。
[0041]在图4中特别是示出了按照本发明的系统装置，其中示出了在第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间的中间区域。在第一催化器壳体9的上部区域上固定的固定构件27主要例如V形地构成并且桥接第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间的自由空间。固定构件27在此斜向上倾斜地定向并且与第二催化器壳体16的上前部区域重叠。固定构件27在其越来越细的下部端部处可以构造为扁平的，由此提供滑动面28，该滑动面便于第一催化器壳体9滑动到第二催化器壳体16上。然而对于固定构件27也可以提供尖锐棱边的下侧，其在将第一催化器壳体9推到第二催化器壳体16上时引起第二催化器壳体16的压入或切开，由此降低其沿轴向的强度。由此实现了沿轴向消耗力地压入第二催化器壳体16并且提供进一步吸收能量的移动和形变路径。
[0042]总体上通过上述措施实现了紧凑且防碰撞的系统装置，其中特别是在前碰撞或侧面错开的和/或斜前方进行的碰撞到障碍物的情况下实现特别好的能量吸收，并且尽可能避免了构件伴随着受伤危害地进入到乘客车厢中。
【权利要求】
1.一种位于发动机室中的耐碰撞的系统装置,该发动机室设置在机动车的前车区域中，所述系统装置包括: -在发动机室中设置的具有发动机缸体(I)的内燃机； -吸收内燃机的废气的废气歧管(2); -配置给内燃机的、具有废气入口(5)和废气出口(6)的废气涡轮增压器(3)； -以及废气净化系统(7)，其具有沿行驶方向(8)在废气涡轮增压器(3)之前设置的基本上圆柱形的第一催化器壳体(9),第一催化器兀件设置在该第一催化器壳体中， 其中 -提供第一废气引导件(10)，用于将废气从废气涡轮增压器(3)的废气出口(6)引导到第一催化器壳体(9)，该第一废气引导件从废气涡轮增压器(3)的废气出口(6)延伸到第一催化器壳体(9)的入口漏斗(11)并且能够将基本上相反于行驶方向(8)作用到第一催化器壳体(9)上的压力至少部分地传递到废气涡轮增压器(3)； -废气涡轮增压器(3)通过第一固定装置(12)与废气歧管(2)机械地连接，并且通过第二固定装置(13)与发动机缸体(I)机械地连接，其中第一和第二固定装置(12、13)如此设计，在预定的压力上值阈内使废气涡轮增压器(3)与废气歧管(2)的连接松脱和/或使废气涡轮增压器(3)与发动机缸体(I)的连接松脱。
2.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于，第一废气引导件(10)具有波纹管部段(14)，该波纹管部段在预定的压力下值阈内收缩至少20毫米，该下值阈的值小于上值阈的值。
3.根据权利要求1或2所述的系统装置，其特征在于，第一和第二固定装置(12、13)如此设计，在小于40kN的压力下使废气涡轮增压器(3)与废气歧管(2)的连接松脱和/或使废气涡轮增压器(3)与发动机缸体(I)的连接松脱。
4.根据权利要求2至3之一所述的系统装置，其特征在于，压力的下值阈的上限为30kN。
5.根据权利要求1至3之一所述的系统装置，其特征在于，第一催化器壳体(9)至少几乎竖直地设置在发动机室中。
6.根据权利要求1至5之一所述的系统装置，其特征在于，第一催化器壳体(9)至少部分地具有肋结构(15)。
7.根据权利要求1至5之一所述的系统装置，其特征在于，废气净化系统(7)具有圆柱形的第二催化器壳体(16)，其中设置有第二催化器元件和/或微粒过滤元件，其中提供第二废气引导件(17)，用于将废气从第一催化器壳体(9)的出口侧引导到第二催化器壳体(16)的入口侧，该第二废气引导件在分离点(18)能松脱地与第二催化器壳体(16)的入口漏斗(19)连接。
8.根据权利要求7所述的系统装置，其特征在于，第二废气引导件(17)至少部分地具有肋部或者具有波纹管部段(20)。
9.根据权利要求7或8所述的系统装置，其特征在于，在从第二废气引导件(17)到第二催化器壳体(16)的过渡区域中提供作为额定弯点作用的结构变化。
10.根据权利要求7至9之一所述的系统装置，其特征在于，第二催化器壳体(16)在发动机室中至少几乎水平地设置，在大地测量学方面在废气涡轮增压器(3)之下，沿行驶方向(8)看去在第一催化器壳体(9)之后并且相对于第一催化器壳体(9)具有小的或能忽略的侧向偏差，使得第二催化器壳体(16)的上侧位于第一催化器壳体(9)的大地测量学方面的布置高度的区域中。
11.根据权利要求7至10之一所述的系统装置，其特征在于，第二催化器壳体(16)在废气入口侧经由第一固定件(21)与发动机缸体(I)力锁合和/或形锁合连接，并且在废气出口侧经由第二固定件(22)与发动机缸体力锁合和/或形锁合连接，其中第一固定件(21)具有沿行驶方向(8)看去相比于第二固定件(22)更小的弯曲刚度。
12.根据权利要求7至11之一所述的系统装置，其特征在于，在第一催化器壳体(9)与第二催化器壳体(16)之间的区域中提供平面材料构件，该平面材料构件的平面法线至少几乎垂直于行驶方向(8)来定向。
13.根据权利要求7至11之一所述的系统装置，其特征在于，在第一催化器壳体(9)与第二催化器壳体(16)之间的区域中提供用于第一和/或第二催化器壳体(9、16)的固定构件(27)，所述固定构件具有相对于行驶方向(8)在大地测量学方面倾斜地向上指向的滑动面(28)，所述滑动面实现了将第一催化器壳体(9)推到第二催化器壳体(16)上。
14.根据权利要求7至13之一所述的系统装置，其特征在于，第一催化器壳体(9)和/或第二催化器壳体(16)至少部分地由具有小于I毫米的材料厚度的金属材料构成。
15.根据权利要求7至13之一所述的系统装置，其特征在于，第一催化器壳体(9)借助于焊缝与第二废气引导件(17)连接，其中焊缝具有额定断裂点，所述额定断裂点在预定大小的拉力作用到额定断裂点时实现焊缝的断裂。
【文档编号】B62D21/15GK104321242SQ201380026035
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年5月7日 优先权日:2012年5月18日
【发明者】G·蒂芬巴赫尔, R·于斯, S·沙伊布勒, P·拉斯切夫, J·基普, G·乔治斯, G·杜尔 申请人:戴姆勒股份公司
【专利摘要】本发明涉及一种在机动车的前车区域中设置的发动机室中耐碰撞的系统装置，包括：在发动机室中设置的具有发动机缸体(1)的内燃机；接收内燃机的废气的废气歧管(2)；配置给内燃机的具有废气入口(5)和废气出口(6)的废气涡轮增压器(3)；以及废气净化系统(7)，其具有沿行驶方向(8)在废气涡轮增压器(3)之前设置的基本上呈圆柱形的第一催化器壳体(9)，第一废气催化器元件设置在该第一催化器壳体中。在此提供第一废气引导件(10)，用于将废气从废气涡轮增压器(3)的废气出口(6)引导到第一催化器壳体(9)，该第一废气引导件从废气涡轮增压器(3)的废气出口(6)延伸到第一催化器壳体(9)的入口漏斗(11)并且能够将基本上相反于行驶方向(8)作用到第一催化器壳体(9)上的压力至少部分地传递到废气涡轮增压器(3)。废气涡轮增压器(3)通过第一固定装置(12)与废气歧管(2)机械地连接，并且通过第二固定装置(13)与发动机缸体(1)机械地连接，其中第一和第二固定装置(12、13)如此设计，使得废气涡轮增压器(3)与废气歧管(2)的连接和/或废气涡轮增压器(3)与发动机缸体(1)的连接在压力的预定的上值阈内松脱。
【专利说明】
机动车发动机室中的耐碰撞的系统装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在机动车的前车区域中设置的发动机室中的耐碰撞的系统装置。
【背景技术】
[0002]为了提高乘客保护，特别是对于前部碰撞的情况，已知的是，给前车区域提供吸收能量并且在力作用下可足够变形的结构。例如由文献DE102009016941A1已知一种在机动车的前车区域中设置的发动机室中的耐碰撞的系统装置，其具有能量吸收元件，该能量吸收元件配置给机动车的废气设备。提供尽可能紧凑结构的系统这一要求却使得耐碰撞的能量吸收元件的应用变得困难，该系统即使复杂性高仍然能够在小的空间供应下安置在发动机室中，因为这些能量吸收元件大多提供耗能的形变路径，这提高了结构空间要求。
【发明内容】
[0003]本发明的任务在于,提出一种在机动车的前车区域中设置的发动机室中的耐碰撞并且同时紧凑的系统装置。
[0004]该任务通过具有权利要求1的特征的系统装置解决。
[0005]按照本发明的系统装置包括:在发动机室中设置的具有发动机缸体的内燃机；吸收内燃机的废气的废气歧管；配置给内燃机的具有废气入口和废气出口的废气涡轮增压器；以及废气净化系统，其具有沿行驶方向在废气涡轮增压器之前设置的基本上呈圆柱形的第一催化器壳体，第一废气催化器兀件设置在该第一催化器壳体中。特征在于，提供第一废气引导件，用于将废气从废气涡轮增压器的废气出口引导到第一催化器壳体，该第一废气引导件从废气涡轮增压器的废气出口延伸到第一催化器壳体的入口漏斗并且能够将基本上相反于行驶方向作用到第一催化器壳体上的压力至少部分地传递到废气涡轮增压器。废气涡轮增压器通过第一固定装置与废气歧管机械地连接，并且通过第二固定装置与发动机缸体机械地连接，其中第一和第二固定装置如此设计，使得废气涡轮增压器与废气歧管的连接和/或废气涡轮增压器与发动机缸体的连接在压力的预定的上值阈内松脱。
[0006]由于废气涡轮增压器与内燃机固定的该设计，在特别是近似从前面施加到第一催化器壳体上的碰撞力的作用下，实现了耦合到废气涡轮增压器上的第一催化器壳体的吸收能量的移动，而不会将废气净化系统的部件压到车辆内室中。在内燃机或发动机缸体沿行驶方向纵向地设置在发动机室中时，并且特别是如果在此第一催化器壳体的沿行驶方向看去的前面的端部设置在发动机缸体的前端部之前时，该设计已证实为特别有利的，该内燃机或发动机缸体的特征在于具有多个依次设置的气缸。近似在前面作用的碰撞力如此以能量吸收的方式首先作用到废气净化系统，并且避免了对发动机缸体的冲击，该冲击可能将发动机缸体朝乘客车厢的方向移动。废气涡轮增压器以限定的强度来固定，这确保了涡轮增压器的有针对性的松脱，第一催化器壳体通过第一废气引导件固定在该涡轮增压器上并且如此实现了第一催化器壳体的进一步的吸收力的移动，由此避免了阻塞。在此通过执行涡轮增压器的固定和确定尺寸来确定，在作用于其上的压力的何种大小下实现涡轮增压器的连接的松脱。
[0007]优选地设定，用于连接废气涡轮增压器与发动机缸体的固定装置构成为特别是轮廓清晰的固定板，该固定板借助于螺纹连接一方面固定在发动机缸体上而另一方面固定在废气涡轮增压器壳体或其涡轮机壳体上。优选通过松开固定件在涡轮机壳体上的螺纹连接使得废气涡轮增压器与发动机缸体的连接由于与碰撞有关的力作用而松开。用于废气涡轮增压器与废气歧管的连接的固定装置优选构成为例如卡箍连接形式的可松脱的管路连接。对于碰撞性能已经证实为特别有利的是，在废气涡轮增压器由内燃机松脱之后由于废气涡轮增压器的松脱的连接实现了废气净化系统的并且特别是第一催化器壳体的部件的进一步吸收能量的移动或形变。优选地固定装置如此设计，使得在越来越大的力的作用下在与发动机缸体连接之前松脱废气涡轮增压器与废气歧管的连接。为了可以将近似在前面作用的碰撞力从第一催化器壳体经由第一废气引导件有效地传递到废气涡轮增压器，废气涡轮增压器优选如此设置，使得废气涡轮增压器的废气出口向前沿行驶方向定向。此外优选地第一废气引导件至少部分地例如直线地从废气涡轮增压器出口延伸到第一催化器壳体的入口漏斗。
[0008]在本发明的设计方案中，第一废气引导件具有波纹管部段，该波纹管部段在压力的预定的下值阈内经历至少20毫米的缩短，该下值阈的值小于上值阈的值。因此，波纹管部段设计为比较软。在力作用的进一步提高中导致废气涡轮增压器的设定的连接的破坏或松脱之前，由此有利地实现了吸收能量的形变。波纹管部段除了在碰撞情况下的力吸收之外有利地在正常运行中附加地实现了基于发动机缸体的振动的解耦或缓冲。在此也可以将波纹管部段设计为用于20毫米以上的缩短。直至40毫米的最大缩短距离可以视为有利的。
[0009]在本发明另外的设计方案中，第一和第二固定装置如此设计，使得在小于40kN的压力下松开废气涡轮增压器与废气歧管的连接和/或废气涡轮增压器与发动机缸体的连接。用于作用到第一催化器壳体上的压力的上值阈的上限由此位于在40kN。然而在向下直至大约20kN的较低的值的情况下已经能够提供连接的松脱。相应的设计能够例如通过涡轮机壳体的以相应的拧紧力的螺纹连接在固定板的叉形孔容纳处中实现，其中螺栓在压力作用下从叉形孔中压出。关于在限定的力作用下引起的与废气歧管的连接的松脱可以在卡箍连接的情况下例如提供卡箍架的预定的强度。如由
【发明者】确定的那样，通过这样的设计实现形变能量的特别有效的利用。
[0010]在本发明的另一设计方案中，用于压力的下值阈的上限为30kN。波纹管部段的最大缩短由此最晚当压力为30kN时实现。通过该设计确保了在较小强度的碰撞情况下保持损坏有限。
[0011]在本发明的另一设计方案中，第一催化器壳体至少几乎竖直地设置在发动机室中。由此有利地利用，壳体沿径向具有相比于沿轴向更小的强度或稳定性。近似在前面作用到第一催化器壳体的碰撞力可以如此通过改善的方式吸收。再者第一催化器壳体的直立设置实现了废气净化系统特别紧凑的构成。
[0012]在本发明另一设计方案中，第一催化器壳体至少部分地具有肋结构。通过该实施方案第一催化器壳体沿力作用方向具有减小的强度并且通过改善的方式实现了吸收能量的形变。
[0013]在本发明的另一设计方案中，废气净化系统具有圆柱形的第二催化器壳体，其中设置有第二催化器元件和/或微粒过滤元件，其中提供第二废气引导件，用于将废气从第一催化器壳体的出口侧引导到第二催化器壳体的入口侧，该第二废气引导件在分离点可松脱地与第二催化器壳体的入口漏斗连接。通过提供另外的在过滤技术和/或催化技术方面起作用的废气清洁元件改善或扩展废气再处理系统的有效性，其中由于第二与第一催化器壳体的设有分离点的可松脱的连接，在所述连接松脱时实现了进一步的移动或形变空间，该进一步的移动或形变空间同样起到吸收能量的作用并且提高耐碰撞性。如果在本发明的一个设计方案中第二废气引导件至少部分地设计成肋条状或者具有波纹管部段，那么能够进一步改善该效果。
[0014]在本发明的另一设计方案中，在从第二废气引导件到第二催化器壳体的过渡区域中提供作为额定弯点起作用的结构变化。由于额定弯点实现了有目的定向的拐弯，由此避免了在反向于行驶方向起作用的力的作用下在提高强度的意义上第一和第二催化器壳体的形成阻塞的定向。额定弯点优选设置在第二废气引导件与第二催化器壳体的入口漏斗之间的过渡部附近并且可以例如通过刻槽实现。
[0015]在本发明的另一设计方案中，第二催化器壳体设置为至少几乎水平地在发动机室中并且在大地测量学方面在废气涡轮增压器之下以及沿行驶方向看去在第一催化器壳体之后并且与第一催化器壳体具有小的或可忽略的侧面偏差，从而使得第二催化器壳体的上侧位于在第一催化器壳体的大地测量学方面的布置高度的区域中。第一和第二催化器壳体由此设置在发动机缸体的相同的侧上。通过在废气涡轮增压器之下第二催化器壳体的平躺设置结合第一催化器壳体的直立的设置得到了废气净化系统的特别紧凑的实施方案。由于该设置，用于由第一催化器壳体出来的废气的废气引导件在进入到第二催化器壳体之前具有至少大约90度的偏转。这有利于在反向于行驶方向定向的碰撞力的作用下第二废气引导件的消耗能量的拐弯。
[0016]在本发明的另一设计方案中，第二催化器壳体在废气入口侧经由第一固定件并且在废气出口侧经由第二固定件与发动机缸体力锁合和/或形锁合连接，其中第一固定件具有沿行驶方向看去相比于第二固定件更小的弯曲刚度。第一固定件由此允许特别是反向于行驶方向、与第一固定件连接的构件的吸收能量的移动。更坚硬地构成的第二固定件防止在前面的碰撞力作用下沿纵向比较坚硬的第二催化器壳体显著地进入到乘客车厢。
[0017]在本发明的另一设计方案中，在第一催化器壳体与第二催化器壳体之间的区域中提供平面材料构件，该平面材料构件的平面法线至少几乎垂直于行驶方向来定向。这实现了，如果通过压力的作用将第一催化器壳体推到第二催化器壳体上，则通过平面材料破坏第一催化器壳体和在其中设置的第一催化器兀件。通过该破坏极大地减小了第一催化器壳体的强度并且由此避免了阻塞形成并且实现了进一步吸收能量的形变。对于平面材料的特别有效的功能来说，在所述意义上有利的是，该平面材料的平面法线垂直或几乎垂直地定向。平面材料有利地固定在第二催化器壳体上并且可以是固定件的一体的组成部分。
[0018]在本发明的另一设计方案中，在第一催化器壳体与第二催化器壳体之间的区域中提供用于第一和/或第二催化器壳体的固定构件，该固定构件具有朝行驶方向8并且倾斜地在大地测量学方面向上指向的滑动面，该滑动面实现了将第一催化器壳体推到第二催化器壳体上。由此避免了在相应大的碰撞力作用下第一和第二催化器壳体的阻塞形成，因为给第一催化器壳体提供另一避让路径。
[0019]在本发明的另一设计方案中，第一催化器壳体和/或第二催化器壳体至少部分地优选主要由具有小于I毫米的材料厚度的金属材料构成。将壳体材料构成为薄板降低了壳体的强度，由此通过特别有效的方式实现了伴随接受相应的能量吸收的形变。
[0020]在本发明的另一设计方案中，第一催化器壳体借助于焊缝与第二废气引导件连接，其中焊缝具有额定断裂点，该额定断裂点在预定大小的拉力作用到额定断裂点时实现焊缝的断裂。由此在确定大小的碰撞力的作用下，实现第一催化器壳体从第二废气引导件的松脱。由此第一催化器壳体的进一步的移动尽可能独立于其到第二催化器壳体的连接，并且因此同样可避免起加固作用的阻塞形成。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明另外的优点、特征和细节由优选实施例的以下描述以及根据附图产生。在不会脱离本发明的保护范围的情况下，以上在描述中所述的特征和特征组合以及以下在【专利附图】
【附图说明】中所述的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅仅在分别提出的组合中而且也在其他组合中或者单独地是可用的。其中:
[0022]图1在垂直于行驶方向的部分视图中示出了按照本发明的系统装置的有利的实施方案的示意图；
[0023]图2示出了根据图1的系统装置的涡轮增压器的固定的示意图；
[0024]图3在与行驶方向倾斜的部分视图中示出了根据图1的系统装置的示意图；
[0025]图4示出了按照图1的按照本发明的系统装置的部分视图。
【具体实施方式】
[0026]图1在示意图中示出了废气净化系统7、废气涡轮增压器3以及废气歧管2作为在有利的实施方案或设置中按照本发明的耐碰撞的系统装置的重要组件。
[0027]在机动车的车前部区域中的发动机室中设置的废气净化系统7具有第一催化器壳体9和第二催化器壳体16。催化器壳体9、16在此具有圆柱形的形状。在此第一催化器壳体9直立地，也就是至少几乎竖直地并且关于以箭头8表示的行驶方向至少几乎齐平地设置在平躺地(也就是至少几乎水平地)设置的第二催化器壳体16之前。在第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间沿行驶方向8看去提供自由空间，该自由空间在反向于行驶方向8作用到第一催化器壳体9上的碰撞力的情况下实现了用于反向于行驶方向8把第一催化器壳体9推开的空间，所述推开消耗力。在第一催化器壳体9中设置的废气催化元件优选构成为氧化催化器。在第二催化器壳体16中优选沿行驶方向8看去在SCR催化器之前设置微粒过滤器，其中微粒过滤器优选具有SCR催化剂涂层。由于该实施形式实现了全面的废气清洁和废气净化系统7的紧凑的节省空间的结构。
[0028]第一催化器壳体9经由第一废气引导件10获得未不出的、在此四缸构成的柴油机的废气，该第一废气引导件通到第一催化器壳体9的入口漏斗11中。第一废气引导件10在此基本上水平并且沿行驶方向8定向，而入口漏斗11引起废气流动方向偏转大约90度。在此沿行驶方向8看去第一催化器壳体9的前面的壁区域以一间隔位于柴油机的前端部之前，由此近似在前面的碰撞力首先作用到第一催化器壳体9。通过第二废气引导件17将氧化催化处理的废气从第一催化器壳体9引导给第二催化器壳体16。在此第二废气引导件17经由在此构成为卡箍连接的可松脱的分离点18与第二催化器壳体16的入口漏斗19连接。在将废气从一个基本上竖直的方向偏转到一个基本上水平的方向之前，在第一催化器壳体9的越来越细的出口路段中提供用于作为还原剂的尿素水溶液的喷射器，所述喷射器用于选择性地催化氮氧化物还原，该喷射器将尿素溶液喷在设置在出口路段内部中的混合-和汽化板上，这没有单独地示出。第二废气引导件20在此作为用于输入的尿素溶液的混合-和水解路段起作用。
[0029]在输入侧第一催化器壳体9经由第一废气引导件10与废气涡轮增压器3的涡轮机壳体4的沿行驶方向8看去敞开的废气出口 6连接。涡轮增压器3或涡轮机壳体4的废气入口 5在此与柴油机的废气歧管2连通，废气歧管容纳由柴油机喷出的废气。为了在入口侧连接涡轮机壳体4与废气歧管2，提供在此构成为卡箍连接的可松脱的分离点12。废气涡轮增压器3如所示那样在大地测量学方面在第二催化器壳体16之上以及在废气歧管2之上设置，由此窄和紧凑的结构的实施方案是可能的。除了经由分离点12在废气歧管2上的机械连接外，还提供废气涡轮增压器3或涡轮机壳体4的另一机械固定，这随后参照图2进一步阐明。
[0030]在图2中特别阐明了废气涡轮增压器3或涡轮机壳体4与柴油机的仅仅粗略示意勾画的发动机缸体I的固定。该固定通过固定装置13实现，该固定装置在此包括一作为沿行驶方向8刚性的模制的固定板，通过该固定板涡轮机壳体4与发动机缸体I机械连接。为此固定装置13具有在此构成为螺纹连接的第一连接点23，固定板借助于第一连接点在固定涡轮机壳体4上。通过在此同样构成为螺纹连接的第二连接点24将固定板在发动机缸体I上固定。
[0031]废气净化系统7同样固定在发动机缸体I上，这在图3中说明。在图3中以关于行驶方向8在斜前方的视角示出了在图1中横向于行驶方向8示出的废气净化系统7。在此可以看到第一固定件21和第二固定件22。借助于第一固定件21实现第二催化器壳体16在发动机缸体I上的废气入口侧的固定。借助于第二固定件23实现了第二催化器壳体16在发动机缸体I上的废气出口侧的固定。
[0032]按照本发明的系统装置通过不同的在以下参照图1至4所述的构造上的措施特别是耐碰撞地如此构成，使得特别是近似在前面也就是反向于行驶方向8作用的碰撞力可以有效地被吸收，并且可以至少在大多数情况下完全或者尽可能地阻止特别是废气净化系统7的构件进入到乘客车厢中。
[0033]在以相应强度基本上在前面碰撞到障碍物，例如刚性的障碍的情况下首先沿行驶方向8在废气净化系统7之前设置的构件被压入，并且碰撞力随后作用到第一催化器壳体9上，第一催化器壳体的前部限制沿行驶方向8优选位于在发动机缸体I的前部限制之前。由于该力作用反向于行驶方向8移动第一催化器壳体9，这特别是由此实现，即第一废气引导件10具有波纹管部段14，该波纹管部段实现了吸收能量的形变。此外第一催化器壳体9的移动也由此实现，即在第二废气引导件17与第二催化器壳体16的连接的区域中提供结构修改，该结构修改实现了第二废气引导件17的拐弯。结构修改可以例如作为刻槽直接设置在分离点18之前在第二废气引导件17中和/或直接在第二分离点18之后在到第二催化器壳体16的入口漏斗19的过渡部中。可以提供结构修改或额定弯点，其促进向上的拐弯或向下的拐弯。附加地可以如此设计第二分离点18，使得第二分离点的松脱在预定大小的力作用下实现。通过提供形变路径第二废气引导件17向下拐弯也由此促进，即第二催化器壳体16的入口漏斗19斜向下定向并且因此在反向于行驶方向8作用的力的情况下具有降低的强度。通过这种方式第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间的间隔可以在能量吸收的情况下缩短并且实现形变路径。
[0034]整个废气净化系统7的移动可以通过特别是第一固定件21的弯曲实现，然而也可以通过第二固定件22的弯曲实现。为此有利地第一固定件设计为沿行驶方向8看去与横向于该行驶方向的方向相比硬度更小。对于第二固定件22来说，如此提供在发动机缸体I上的构造设计和固定，使得从反向于行驶方向8作用的力的确定的大小开始，关于反向于行驶方向8的拐弯，该第二固定件至少具有相比于第一固定件21显著更高的强度。由此在即使力比较大的情况下也阻止或至少阻碍第二催化器壳体16进入到乘客车厢中，因为第二催化器壳体16在经过一定的移动路径之后碰撞到随后抗弯的第二固定件22并且更强地阻碍了进一步的移动。
[0035]在压缩第一废气引导件10的波纹管部段14之后压力或碰撞力又增加的情况下将该压力或碰撞力加强地通过第一废气引导件10传递到废气涡轮增压器3。为了实现进一步的形变或移动路径，设定了，从反向于行驶方向8作用到第一催化器壳体9的前侧或涡轮机壳体4上的、优选最大40kN的确定的力作用开始，解除涡轮机壳体4在第一连接点23上的固定。优选地，第一分离点12如此设计，使得该第一分离点同样在位于在该范围中的力作用的情况下松脱。特别是优选地设定，废气涡轮增压器3与废气歧管2和发动机缸体I的连接如此设计，使得该连接最晚当所述的力作用达到40kN的大小时松脱。由此在该情况下涡轮增压器3至少大约完全松脱并且可以由此不或者至少不再大大地阻碍第一催化器壳体9的进一步移动。在此设定，第一连接点23、第一分离点12和波纹管部段14以相互相关性如此设计，使得第一连接点23和第一分离点12的松脱仅仅当波纹管部段14已经经历优选至少20毫米的确定的缩短时才实现。波纹管部段14由此优选地如此设计，使得该波纹管部段实现在30kN或更小的轴向压力作用下至少20毫米的缩短。
[0036]第一连接点23的有目的的、力有关的松脱优选由此实现，固定装置13的相应的螺纹连接具有用于容纳连接螺栓的、反向于行驶方向敞开的叉形孔。在优选小于40kN的压力或碰撞力反向于行驶方向8作用于涡轮机壳体4的情况下，连接螺栓可以从第一连接点23的叉形孔容纳部被挤压出来。由此实现了涡轮增压器3从其固定位置反向于行驶方向8的移动以及此外机械耦合到涡轮增压器3的第一催化器壳体9的进一步移动。在此优选设定，在第一连接点23松脱之前已经松脱涡轮机壳体4与废气歧管2经由第一分离点12的连接。
[0037]由于通过废气涡轮增压器3的连接的松脱消除了第一催化器壳体9的移动阻碍，所以可以在进一步的力作用下在能量吸收的情况下进一步反向于行驶方向8移动第一催化器壳体9并且最后碰撞到第二催化器壳体16。在该移动中出现的能量吸收部分地优选主要地通过第二废气引导件7的上述的拐弯和第二催化器壳体16的入口漏斗19的压入实现。
[0038]为了实现在第一催化器壳体9碰撞到第二催化器壳体16之后进一步的消耗力的移动路径，一方面设定，第一催化器壳体9至少在出口侧具有肋结构15，其简化了反向于行驶方向8的压紧。而且第二废气引导件17优选通过这种方式构造为肋加固的或者具有波纹管部段20。而且可以为第二催化器壳体16提供肋结构，该肋结构降低了第二催化器壳体沿轴向的强度并且简化了沿轴向的压入。此外可以通过第二分离点18的设计导致，在可预定的力的作用下松脱该第二分离点。此外第一催化器壳体9和第二催化器壳体的设置如此引起，即第二催化器壳体16的上侧位于在第一催化器壳体9的大地测量学方面的布置高度的区域中，使得第一催化器壳体9可以由第二催化器壳体16，特别是由其上侧径向压入。第一催化器壳体9的压入优选也由此简化，使得该第一催化器壳体至少部分地优选主要地由具有小于I毫米的材料厚度的金属材料构成。而且第二催化器壳体16可以完全或部分地由一种这样的薄金属板材料制造。
[0039]第一催化器壳体9在碰撞到第二催化器壳体16上之后的径向压入或者甚至破坏的折断可以最后由此简化，即在第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间的区域中提供平面材料构件，其平面法线至少近似垂直于行驶方向8定向。特别是可以提供大约水平的平面材料，该平面材料优选固定在第二催化器壳体16上，特别是在其上部区域上。如果第一催化器壳体9碰撞到平面材料的平面侧，那么通过反向于行驶方向8的力作用便于第一催化器壳体的压入。在进一步移动中也实现了在第一催化器壳体9中设置的氧化催化器的破坏折断，由此强度大幅降低，避免了阻塞形成并且提供进一步吸收力的移动或形变路径。
[0040]有利地也可以设定，在第一催化器壳体9碰撞到第二催化器壳体16时，实现了第一催化器壳体特别是沿斜向上的方向的避让的移动。为此特别有利的是，通过连接第一催化器壳体9与第二废气引导件17的焊缝25如此设计，使得该焊缝在第一催化器壳体9碰撞到第二催化器壳体16之前断裂。为此可以总体上相应地设计焊缝25的强度。附加或备选地焊缝25可以具有额定断裂点，其实现了焊缝25的方便的断裂。例如通过材料薄弱处引起的额定断裂点优选设置在焊缝25的朝向和/或背向第二催化器壳体16的端部上。如果焊缝断裂，那么第一催化器壳体几乎松脱并且实现了上滑到第二催化器壳体16上。这样的上滑可以通过第二催化器壳体16的斜的倒角简化。然而优选地提供相应变形的固定构件，该固定构件也用于第一和/或第二催化器壳体9、16的固定并且提供相应的滑动面，这随后参照图4阐明。
[0041]在图4中特别是示出了按照本发明的系统装置，其中示出了在第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间的中间区域。在第一催化器壳体9的上部区域上固定的固定构件27主要例如V形地构成并且桥接第一催化器壳体9与第二催化器壳体16之间的自由空间。固定构件27在此斜向上倾斜地定向并且与第二催化器壳体16的上前部区域重叠。固定构件27在其越来越细的下部端部处可以构造为扁平的，由此提供滑动面28，该滑动面便于第一催化器壳体9滑动到第二催化器壳体16上。然而对于固定构件27也可以提供尖锐棱边的下侧，其在将第一催化器壳体9推到第二催化器壳体16上时引起第二催化器壳体16的压入或切开，由此降低其沿轴向的强度。由此实现了沿轴向消耗力地压入第二催化器壳体16并且提供进一步吸收能量的移动和形变路径。
[0042]总体上通过上述措施实现了紧凑且防碰撞的系统装置，其中特别是在前碰撞或侧面错开的和/或斜前方进行的碰撞到障碍物的情况下实现特别好的能量吸收，并且尽可能避免了构件伴随着受伤危害地进入到乘客车厢中。
【权利要求】
1.一种位于发动机室中的耐碰撞的系统装置,该发动机室设置在机动车的前车区域中，所述系统装置包括: -在发动机室中设置的具有发动机缸体(I)的内燃机； -吸收内燃机的废气的废气歧管(2); -配置给内燃机的、具有废气入口(5)和废气出口(6)的废气涡轮增压器(3)； -以及废气净化系统(7)，其具有沿行驶方向(8)在废气涡轮增压器(3)之前设置的基本上圆柱形的第一催化器壳体(9),第一催化器兀件设置在该第一催化器壳体中， 其中 -提供第一废气引导件(10)，用于将废气从废气涡轮增压器(3)的废气出口(6)引导到第一催化器壳体(9)，该第一废气引导件从废气涡轮增压器(3)的废气出口(6)延伸到第一催化器壳体(9)的入口漏斗(11)并且能够将基本上相反于行驶方向(8)作用到第一催化器壳体(9)上的压力至少部分地传递到废气涡轮增压器(3)； -废气涡轮增压器(3)通过第一固定装置(12)与废气歧管(2)机械地连接，并且通过第二固定装置(13)与发动机缸体(I)机械地连接，其中第一和第二固定装置(12、13)如此设计，在预定的压力上值阈内使废气涡轮增压器(3)与废气歧管(2)的连接松脱和/或使废气涡轮增压器(3)与发动机缸体(I)的连接松脱。
2.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于，第一废气引导件(10)具有波纹管部段(14)，该波纹管部段在预定的压力下值阈内收缩至少20毫米，该下值阈的值小于上值阈的值。
3.根据权利要求1或2所述的系统装置，其特征在于，第一和第二固定装置(12、13)如此设计，在小于40kN的压力下使废气涡轮增压器(3)与废气歧管(2)的连接松脱和/或使废气涡轮增压器(3)与发动机缸体(I)的连接松脱。
4.根据权利要求2至3之一所述的系统装置，其特征在于，压力的下值阈的上限为30kN。
5.根据权利要求1至3之一所述的系统装置，其特征在于，第一催化器壳体(9)至少几乎竖直地设置在发动机室中。
6.根据权利要求1至5之一所述的系统装置，其特征在于，第一催化器壳体(9)至少部分地具有肋结构(15)。
7.根据权利要求1至5之一所述的系统装置，其特征在于，废气净化系统(7)具有圆柱形的第二催化器壳体(16)，其中设置有第二催化器元件和/或微粒过滤元件，其中提供第二废气引导件(17)，用于将废气从第一催化器壳体(9)的出口侧引导到第二催化器壳体(16)的入口侧，该第二废气引导件在分离点(18)能松脱地与第二催化器壳体(16)的入口漏斗(19)连接。
8.根据权利要求7所述的系统装置，其特征在于，第二废气引导件(17)至少部分地具有肋部或者具有波纹管部段(20)。
9.根据权利要求7或8所述的系统装置，其特征在于，在从第二废气引导件(17)到第二催化器壳体(16)的过渡区域中提供作为额定弯点作用的结构变化。
10.根据权利要求7至9之一所述的系统装置，其特征在于，第二催化器壳体(16)在发动机室中至少几乎水平地设置，在大地测量学方面在废气涡轮增压器(3)之下，沿行驶方向(8)看去在第一催化器壳体(9)之后并且相对于第一催化器壳体(9)具有小的或能忽略的侧向偏差，使得第二催化器壳体(16)的上侧位于第一催化器壳体(9)的大地测量学方面的布置高度的区域中。
11.根据权利要求7至10之一所述的系统装置，其特征在于，第二催化器壳体(16)在废气入口侧经由第一固定件(21)与发动机缸体(I)力锁合和/或形锁合连接，并且在废气出口侧经由第二固定件(22)与发动机缸体力锁合和/或形锁合连接，其中第一固定件(21)具有沿行驶方向(8)看去相比于第二固定件(22)更小的弯曲刚度。
12.根据权利要求7至11之一所述的系统装置，其特征在于，在第一催化器壳体(9)与第二催化器壳体(16)之间的区域中提供平面材料构件，该平面材料构件的平面法线至少几乎垂直于行驶方向(8)来定向。
13.根据权利要求7至11之一所述的系统装置，其特征在于，在第一催化器壳体(9)与第二催化器壳体(16)之间的区域中提供用于第一和/或第二催化器壳体(9、16)的固定构件(27)，所述固定构件具有相对于行驶方向(8)在大地测量学方面倾斜地向上指向的滑动面(28)，所述滑动面实现了将第一催化器壳体(9)推到第二催化器壳体(16)上。
14.根据权利要求7至13之一所述的系统装置，其特征在于，第一催化器壳体(9)和/或第二催化器壳体(16)至少部分地由具有小于I毫米的材料厚度的金属材料构成。
15.根据权利要求7至13之一所述的系统装置，其特征在于，第一催化器壳体(9)借助于焊缝与第二废气引导件(17)连接，其中焊缝具有额定断裂点，所述额定断裂点在预定大小的拉力作用到额定断裂点时实现焊缝的断裂。
【文档编号】B62D21/15GK104321242SQ201380026035
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年5月7日 优先权日:2012年5月18日
【发明者】G·蒂芬巴赫尔, R·于斯, S·沙伊布勒, P·拉斯切夫, J·基普, G·乔治斯, G·杜尔 申请人:戴姆勒股份公司
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1