DE102007025886B4

DE102007025886B4 - Bypass-Einsatz für einen Abgasrückführungskühler

Info

Publication number: DE102007025886B4
Application number: DE102007025886A
Authority: DE
Inventors: Russell Miles Modien
Original assignee: Siemens Canada Ltd
Current assignee: Siemens Canada Ltd
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2027-06-02
Also published as: DE102007025886A1; US7588018B2; US20080289611A1

Abstract

Bypass-Ventil-Einsatz zum Ermöglichen, dass ein Abgasrückführungs-(AGR-)Strom einen Kühleranschluss eines Kühlers eines Fahrzeugs umgeht, wobei der Einsatz aufweist: einen Gehäuseaufbau, der derart aufgebaut und angeordnet ist, dass er in einen Abschnitt eines Kühlers eingesetzt und dort angebracht werden kann und einen Klappenaufbau, der in dem Gehäuseaufbau angeordnet ist und zwischen einer ersten Position, die ermöglicht, dass der AGR-Strom zu einem Kühleranschluss fließt, und einer zweiten Position bewegbar ist, die im Wesentlichen verhindert, dass der AGR-Strom zu dem Kühleranschluss fließt.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität des früheren Anmeldedatums der vorläufigen US-Anmeldung 60/811,285, eingereicht am 6. Juni 2006, die hierin unter Bezugnahme auf ihre Gesamtheit mit einbezogen ist.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühler zur Verwendung in einem Abgasrückführungssystem (AGR) in einem Verbrennungsmotor und insbesondere einen Bypass-Ventil-Einsatz, der in dem Kühler vorgesehen ist.
Hintergrund der Erfindung
Im Allgemeinen werden, wenn Diesel-Kraftstoff in einem Motor verbrannt wird, Stickoxide in dem Abgas erzeugt. Ein AGR-Kühler stellt ein gekühltes Verdünnungsmittel bereit, um die Verbrennungstemperaturen herabzusetzen und die Konzentration von Stickoxiden in den Abgasen zu reduzieren. Wenn ein Motor zunächst gestartet wird, wird typischer Weise ein Umleitungs- bzw. Bypass-Ventil, das von dem AGR-Kühler getrennt ist, verwendet, um den AGR-Kühler zu umgehen und die ungekühlten Gase durch den Motor umzuleiten, um das Aufwärmen des Motors zu beschleunigen. Diese Bypass-Ventile müssen hohen Temperaturen widerstehen und sind typischer Weise kompliziert, mit einem teuren maschinell hergestellten Gehäuse.
Aus der DE 103 41 393 B3 ist ein Luftansaugkanalsystem für eine Verbrennungskraftmaschine vorgestellt, in welches eine Drosselklappe, ein Abgasrückführventil, eine Bypassklappe, ein über die Bypassklappe angeströmter Abgaskühler sowie gegebenenfalls ein Luftmassensensor integriert sind.
Aus der DE 103 36 976 A1 ist eine Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine bekannt, welche aus einer Vormontageeinheit aufgebaut ist, die auf ein beliebiges kundenseitiges Gehäuse aufsetzbar ist. Die Vormontageeinheit besteht im Wesentlichen aus einer Antriebseinheit sowie einer Kupplungseinheit, über welche eine Ventilstange in eine translatorische Bewegung versetzt wird. Die Vormontageeinheit wird auf das bereitgestellte Gehäuse aufgesteckt und die Ventilvorrichtung durch Anbringen eines Ventilschließgliedes auf der Ventilstange im eingebauten Zustand fertiggestellt.
Es besteht ein Bedarf danach, ein preisgünstiges und austauschbares Bypass-Ventil für einen AGR-Kühler bereit zu stellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist, den oben bezeichneten Bedarf zu stillen. Gemäß der Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird ein Bypass-Ventil-Einsatz bereitgestellt, der ermöglicht, dass ein Abgasrückführungsstrom (AGR-Strom) einen Kühleranschluss bzw. -kanal eines Kühlers eines Fahrzeugs umgeht. Der Einsatz umfasst einen Gehäuseaufbau, der konstruiert und angeordnet ist, um in einem Abschnitt eines Kühlers eingesetzt und eingebaut zu werden. Ein Klappenaufbau ist in dem Gehäuseaufbau angeordnet und ist zwischen einer ersten Position, die ermöglicht, dass der AGR-Strom dem Kühleranschluss zugeführt wird, und einer zweiten Position bewegbar, die im Wesentlichen verhindert, dass der AGR-Strom dem Kühleranschluss zugeführt wird.
Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung umfassen ein Bypass-Ventil-Einsatz und eine Kühlerkombination einen Bypass-Ventil-Einsatz mit einem Gehäuseaufbau und mit einem Klappenaufbau, der in dem Gehäuseaufbau angeordnet ist und zwischen ersten und zweiten Positionen bewegbar ist. Der Kühler kühlt den Abgasrückführungs-(AGR-)Strom und umfasst Oberflächen, die eine Öffnung definieren, die zu einem Innenraum in dem Kühler führt. Der Kühler weist in der Nähe der Öffnung und in dem Innenraum Innenwände auf. Der Einsatz ist entfernbar in dem Innenraum des Kühlers angeordnet, wobei der Gehäuseaufbau mit bestimmten Innenwänden derart gekoppelt ist, so dass ein Einlassanschluss, ein Kühlstrom-Anschluss und ein Bypass-Strom-Anschluss in dem Innenraum definiert werden. Wenn der Klappenaufbau sich in der ersten Position befindet, wird ermöglicht, dass der AGR-Strom von dem Einlassanschluss zu dem Kühleranschluss fließt, und wenn der Klappenaufbau sich in der zweiten Position befindet, wird ermöglicht, dass der AGR-Strom von dem Einlassanschluss zu dem Bypass-Strom-Anschluss fließt, wobei im Wesentlichen verhindert wird, dass er zu dem Kühleranschluss fließt.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren einen Bypass-Ventil-Einsatz in einem Kühler eines Fahrzeugs bereit. Ein Kühler wird bereitgestellt zum Kühlen eines Abgasrückführungs-(AGR-)Stroms. Der Kühler weist Oberflächen auf, die eine Öffnung definieren, wie zu einem Innenraum in dem Kühler führen. Der Kühler weist Innenwände in der Nähe der Öffnung und in dem Innenraum auf. Ein Bypass-Ventil-Einsatz weist einen Gehäuseaufbau und einen Klappenaufbau auf, der in dem Gehäuseaufbau angeordnet ist und zwischen ersten und zweiten Positionen bewegbar ist. Der Einsatz wird durch die Öffnung und in den Innenraum eingesetzt, wobei der Gehäuseaufbau mit bestimmten Innenwänden derart gekoppelt ist, dass ein Einlassanschluss, ein Kühlerstrom-Anschluss und ein Bypass-Strom-Anschluss in dem Innenraum definiert werden, und derart, dass die Bewegung des Klappenaufbaus zwischen den ersten und zweiten Positionen den AGR-Strom von dem Einlassanschluss durch entweder den Kühlerstrom-Anschluss oder den Bypass-Strom-Anschluss steuert.
Andere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sowie Betriebsverfahren und die Funktionen der entsprechenden Elemente des Aufbaus, die Kombination von Teilen und die Wirtschaftlichkeit der Herstellung werden bei Berücksichtigung der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher, von denen alle einen Teil dieser Beschreibung bilden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen besser verständlich, in Verbindung genommen mit den beigefügten Figuren, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Bestandteile betreffen, in denen:
1 eine Vorderansicht eines Bypass-Ventil-Einsatzes für einen AGR-Kühler gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist.
2 eine Ansicht des Bypass-Ventil-Einsatzes aus 1 ist, eingebaut dargestellt bezüglich der Wände eines Kühlers.
3 eine Teilquerschnittsansicht des Einsatzes ist, genommen entlang der Linie 3-3 in 2, die den Klappenaufbau in einer Kühlerstrommodus-Position zeigt.
4 eine Querschnittansicht des Einsatzes ist, die den Klappenaufbau in einer Bypassstrommodus-Position darstellt.
5 eine Ansicht eines Kühlers ist, den Einsatz aus 1 darin installiert aufweist.
6 ist eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Klappenaufbaus des Einsatzes.
Ausführliche Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die 1–3 ist ein Bypass-Ventil-Einsatz für einen AGR-Kühler, im Allgemeinen mit 10 bezeichnet, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Einsatz 10 umfasst einen Gehäuseaufbau, allgemein mit 11 bezeichnet. In der Ausführungsform umfasst der Gehäuseaufbau 11 ein Paar von Gehäusen 12, 12', die in beabstandeter Beziehung zueinander angeordnet sind. Wie in 1 dargestellt ist ein erstes Ende 14 des Gehäuses 12, 12' mit einer ersten Endkappe 16 gekoppelt, und ein zweites Ende 18 des Gehäuses 12, 12' ist mit einer zweiten Endkappe 20 gekoppelt. Die Endkappen 16 und 20 können als Teil des Gehäuseaufbaus 11 betrachtet werden.
Der Einsatz 10 umfasst ebenfalls einen Klappenaufbau 22, der zur Drehung zwischen ersten und zweiten Positionen angebracht ist, wie ausführlicher im Nachfolgenden erläutert werden wird. Insbesondere ist der Klappenaufbau 22 im Allgemeinen ein flacher Plattenaufbau, der durch eine Lagerstruktur 23 an jedem seiner Enden getragen ist. Der Klappenaufbau 22 ist an seinem einen Ende mit einer Welle 24 gekoppelt, so dass die Drehung der Welle 24 den Klappenaufbau 22 dreht. Die Gehäuse 12, 12' und der Klappenaufbau 22 sind vorzugsweise gestanzte Teile und die Endkappen 16, 20 sind vorzugsweise aus gesinterten Pulvermetall hergestellt. Damit ist keine komplizierte und teure spanabhebende Bearbeitung erforderlich.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 weist jedes Gehäuse 12, 12' ein Paar von sich in Längsrichtung erstreckenden Rillen 26 darin auf, die die Innenwände 27 eines Kühlers aufnehmen. Insbesondere ist unter Bezugnahme auf 5 der Einsatz 10 in einer Öffnung 28 aufgenommen, die zu einem Innenraum 29 (2) in einem AGR-Kühler 30 führt. Die Innenwände 27 in der Nähe der Öffnung 28 sind in den Rillen 26 aufgenommen. Der Einsatz 10 ist in der Öffnung 28 in einer Position angeordnet, der die Stromdurchflüsse für den gekühlten und ungekühlten AGR-Strom trennt. Um ein Auslaufen zu reduzieren, dringt der Einsatz 10 in den Kühler 30 lediglich von einer Seite ein und wird von einer Abdeckplatte (nicht dargestellt) und einer Dichtung (nicht dargestellt) an Ort und Stelle gehalten.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 definieren, wenn der Einsatz 10 in dem Kühler 30 vorgesehen ist, die Innenwände 27 und der Einsatz 10 einen Einlassanschluss 32, einen Kühleranschluss 34 und einen Bypassanschluss 36 in den Innenraum 29. Wenn der Klappenaufbau sich in der ersten Position (3) befindet, ist der Einsatz 10 in einer Kühlstrommodus-Position, wo der AGR-Strom (angegeben durch einen Pfeil A) von dem Einlassanschluss 32 zu dem Kühleranschluss 34 strömen kann und durch den Kühler 30 gekühlt werden kann.
Wenn der Klappenaufbau 22 sich in der zweiten Position (4) befindet, ist der Einsatz 10 in einer Bypassstrommodus-Position, wo der AGR-Strom (gezeichnet durch den Pfeil B) von dem Einlassanschluss 32 zu dem Bypassstrom-Anschluss 36 strömen kann und den Kühlerstrom-Anschluss 34 umgehen kann, so dass der Bypassstrom mit hoher Temperatur zur Ansaugleitung (nicht dargestellt) eines Fahrzeugs befördert wird. Insbesondere wird in der Bypassstrommodus-Position im Wesentlichen verhindert, dass der AGR-Strom in den Kühlerstrom-Anschluss 34 eintritt.
Die Position des Klappenaufbaus 22 wird durch die Bewegung der Welle 24 gesteuert, die mit einem Motor (nicht dargestellt) gekoppelt ist. Der Motor kann durch eine Motorsteuereinheit gesteuert werden.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Klappenaufbaus 22'. Anstatt dass der Klappenaufbau 22 innerhalb der Grenzen der Gehäuse 12, 12' angeordnet ist, kann sich der Klappenaufbau 22' außerhalb der Grenzen der Gehäuse 12, 12' erstrecken.
Damit kann durch Verwendung des austauschbaren Einsatzes 10 ein fehlerhafter Einsatz einfach entfernt und ausgetauscht werden. Des Weiteren werden die Kosten eines AGR-Bypass-Ventils reduziert, da der Einsatz 10 nicht spanabhebend hergestellt ist.
Die vorstehenden bevorzugten Ausführungsformen wurden zum Zwecke der Veranschaulichung der strukturellen und funktionalen Prinzipien der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben, sowie zur Veranschaulichung der Verfahren der Anwendung der bevorzugten Ausführungsformen und können verändert werden, ohne von derartigen Prinzipien abzuweichen. Deshalb umfasst die Erfindung sämtliche Modifikationen, die innerhalb der nachfolgenden Ansprüche umfasst sind.

Claims

Bypass-Ventil-Einsatz zum Ermöglichen, dass ein Abgasrückführungs-(AGR-)Strom einen Kühleranschluss eines Kühlers eines Fahrzeugs umgeht, wobei der Einsatz aufweist: einen Gehäuseaufbau, der derart aufgebaut und angeordnet ist, dass er in einen Abschnitt eines Kühlers eingesetzt und dort angebracht werden kann und einen Klappenaufbau, der in dem Gehäuseaufbau angeordnet ist und zwischen einer ersten Position, die ermöglicht, dass der AGR-Strom zu einem Kühleranschluss fließt, und einer zweiten Position bewegbar ist, die im Wesentlichen verhindert, dass der AGR-Strom zu dem Kühleranschluss fließt.
Einsatz nach Anspruch 1, wobei der Gehäuseaufbau aufweist: erste und zweite Gehäuse, die in beabstandeter Beziehung zueinander angeordnet sind, wobei jedes Gehäuse erste und zweite Enden aufweist, und erste und zweite Endkappen, wobei das erste Ende jedes Gehäuses mit der ersten Endkappe gekoppelt ist und das zweite Ende jedes Gehäuses mit der zweiten Endkappe gekoppelt ist.
Einsatz nach Anspruch 1, wobei der Gehäuseaufbau sich in Längsrichtung erstreckende Rillen darin umfasst, die derart aufgebaut und angeordnet sind, dass sie Innenwände eines Kühlers aufnehmen.
Einsatz nach Anspruch 2, wobei jedes Gehäuse sich in Längsrichtung erstreckende Rillen darin umfasst, die derart aufgebaut und angeordnet sind, dass sie Innenwände eines Kühlers aufnehmen.
Einsatz nach Anspruch 4, wobei jedes Gehäuse ein Paar Rillen umfasst.
Einsatz nach Anspruch 1, wobei der Klappenaufbau in der Form eines im Allgemeinen flachen Plattenaufbaus ist.
Einsatz nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Ende des Klappenaufbaus mit einer Welle gekoppelt ist.
Einsatz nach Anspruch 1, in Kombination mit dem Kühler, wobei der Kühler Innenwände aufweist, wobei der Gehäuseaufbau mit bestimmten der Innenwände gekoppelt ist.
Bypass-Ventil-Einsatz- und Kühlerkombination, aufweisend: einen Bypass-Ventil-Einsatz mit: einem Gehäuseaufbau und einem Klappenaufbau, der in dem Gehäuseaufbau angeordnet ist und zwischen ersten und zweiten Positionen bewegbar ist, und einen Kühler zum Kühlen des Abgasrückführungs-(AGR-)Stroms, der aufweist: Oberflächen, die eine Öffnung definieren, die zu einem Innenraum in dem Kühler führen, und Innenwände in der Nähe der Öffnung und in dem Innenraum, wobei der Einsatz entfernbar in dem Innenraum des Kühlers angeordnet ist, wobei der Gehäuseaufbau mit bestimmten Innenwänden gekoppelt ist, so dass ein Einlassanschluss, ein Kühlerstrom-Anschluss und ein Bypassstrom-Anschluss in dem Innenraum definiert sind, wobei, wenn der Klappenaufbau sich in der ersten Position befindet, ermöglicht wird, dass der AGR-Strom von dem Einlassanschluss zu dem Kühleranschluss strömen kann, und, wenn der Klappenaufbau sich in der zweiten Position befindet, ermöglicht wird, dass der AGR-Strom von dem Einlassanschluss zu dem Bypassstrom-Anschluss strömen kann, wobei ein Strömen zu dem Kühleranschluss im Wesentlichen verhindert wird.
Kombination nach Anspruch 9, wobei der Gehäuseaufbau umfasst: erste und zweite Gehäuse, die in beabstandeter Beziehung zueinander angeordnet sind, wobei jedes Gehäuse erste und zweite Enden aufweist, und erste und zweite Endkappen, wobei das erste Ende jedes Gehäuses mit der ersten Endkappe gekoppelt ist, und das zweite Ende jedes Gehäuses der zweiten Endkappe gekoppelt ist.
Kombination nach Anspruch 9, wobei der Gehäuseaufbau sich in Längsrichtung erstreckende Rillen darin umfasst, die bestimmte Innenwände eines Kühlers aufnehmen.
Kombination nach Anspruch 10, wobei jedes Gehäuse in sich Längsrichtung erstreckende Rillen umfasst, die bestimmte Innenwände eines Kühlers aufnehmen.
Kombination nach Anspruch 12, wobei jedes Gehäuse ein Paar Rillen umfasst.
Kombination nach Anspruch 9, wobei der Plattenaufbau in der Form eines im Allgemeinen flachen Plattenaufbaus ist.
Kombination nach Anspruch 9, wobei mindestens ein Ende des Klappenaufbaus mit einer Welle gekoppelt ist.
Verfahren zur Bereitstellung eines Bypass-Ventil-Einsatzes in einem Kühler eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Kühlers zum Kühlen des Abgasrückführungs-(AGR-)Stroms, wobei der Kühler Oberflächen aufweist, die eine Öffnung definieren, die zu einem Innenraum in den Kühler führen, wobei der Kühler in der Nähe der Öffnung und in dem Innenraum Innenwände aufweist, Bereitstellen eines Bypass-Ventil-Einsatzes mit einem Gehäuseaufbau und einem Klappenaufbau, der in dem Gehäuseaufbau angeordnet und zwischen ersten und zweiten Positionen bewegbar ist, und Einsetzen des Einsatzes durch die Öffnung und in den Innenraum, wobei der Gehäuseaufbau mit bestimmten Innenwänden derart gekoppelt ist, dass ein Einlassanschluss, ein Kühlerstrom-Anschluss und ein Bypassstrom-Anschluss in dem Innenraum definiert sind, und so dass die Bewegung des Klappenaufbaus zwischen den ersten und zweiten Positionen den AGR-Strom von dem Einlassanschluss entweder durch den Kühlerstrom-Anschluss oder den Bypassstrom-Anschluss steuert.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Bereitstellens des Gehäuseaufbaus erste und zweite Gehäuse, die in beabstandeter Beziehung zueinander angeordnet sind, wobei jedes Gehäuse erste und zweite Enden aufweist und erste und zweite Endkappen bereitstellt, wobei das erste Ende jedes Gehäuses mit der ersten Endkappe und das zweite Ende jedes Gehäuses mit der zweiten Endkappe gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei jedes Gehäuse sich in Längsrichtung erstreckende Rillen umfasst, wobei der Einsetzschritt die Aufnahme von bestimmten Innenwänden eines Kühlers in den Rillen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Bereitstellens des Gehäuseaufbaus Rillen in dem Gehäuseaufbau zur Verfügung stellt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Einsetzschritt die Aufnahme von bestimmten Innenwänden des Kühlers in den Rillen umfasst.