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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasrückführventil, das in einer Abgasrückführpassage einer Abgasrückführeinrichtung vorgesehen ist, und das durch einen Aktor angetrieben wird, um sich zu öffnen und zu schließen.
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Verwandte Technik
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Als eine Technik des obigen Typs ist üblicherweise ein in z. B.
JP 2008-202516 A offenbartes Abgasrückführventil (AGR-Ventil) bekannt. In einem Gehäuse dieses AGR-Ventils ist ein Ventilschaft durch ein Lager bewegbar vorgesehen, so dass der Ventilschaft durch einen Aktor hin und her bewegt wird (Hubbewegung), um ein Ventilelement zu betätigen, um sich bezüglich eines Ventilsitzes zu öffnen und zu schließen. Um genau zu sein, ist der Ventilschaft an seinem einen Endabschnitt mit einem Schraubengewinde gebildet und der Aktor ist mit einem Mutterngewinde gebildet, das mit dem Schraubengewinde im Eingriff ist. Der Aktor wird angetrieben, um eine Schraubbewegung des Schraubengewindes bezüglich des Mutterngewindes zu veranlassen, um dabei eine Hubbewegung des Ventilschafts zu veranlassen, um das Ventilelement bezüglich des Ventilsitzes zu öffnen und zu schliefen. Dementsprechend werden die Gasströmungscharakteristika des AGR-Ventils durch die Formen des Ventilelements und des Ventilsitzes definiert. Aufgrund dieser Konfiguration ist es unmöglich, Gasströmungscharakteristika zwischen einem Geringe-Öffnung-Bereich und einem Große-Öffnung-Bereich extrem unterschiedlich einzustellen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Für neueste AGR-Einrichtungen ist jedoch eine AGR mit hohem Durchfluss gefordert, obgleich ein Steuern einer genauen AGR-Strömungsrate erforderlich ist, um eine Kraftstoffeffizienz eines Motors zu verbessern. Daher ist es gewünscht, ein einziges AGR-Ventil zu verwenden, um sowohl genaue Strömungscharakteristika des AGR-Gases in einem Geringe-Öffnung-Bereich und große Strömungscharakteristika in einem Große-Öffnung-Bereich zu erzielen.
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Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der Umstände getätigt, die obigen Probleme zu lösen und hat den Zweck, ein Abgasrückführventil bereitzustellen, das in der Lage ist, sowohl Genaue-Strömung-Charakteristika bei einem geringen Öffnungsgrad als auch Große-Strömung-Charakteristika bei einem hohen Öffnungsgrad zu erzielen.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Um die obigen Probleme zu lösen, stellt ein Aspekt der Erfindung ein Abgasrückführventil bereit, das enthält: ein Gehäuse, das eine Passage für Abgasrückführgas hat; einen in der Passage vorgesehenen Ventilsitz; ein Ventilelement, das vorgesehen ist, auf dem Ventilsitz aufsetzbar zu sein; einen Ventilschaft, der als Ganzes mit dem Ventilelement vorgesehenen ist, um das Ventilelement bezüglich des Ventilsitzes zu bewegen; und ein Antriebsmittel, um den Ventilschaft zusammen mit dem Ventilelement in einem Hub in einer axialen Richtung zu bewegen, einen Öffnungsgrad des Ventilelements, der bezüglich des Ventilsitzes durch eine von dem Antriebsmittel verursachte Hubbewegung des Ventilschafts bezüglich des Ventilsitzes veränderbar ist, wobei die Passage mit einem Absatz versehen ist, der Ventilsitz vorgesehen ist, in der Passage in einer Richtung der Hubbewegung beweglich zu sein und mit dem Absatz in Eingriff zu kommen, der Ventilschaft mit einem Eingriffsabschnitt versehen ist, und das Ventilelement in Verbindung mit der Hubbewegung des Ventilschafts bezüglich des Ventilsitzes bewegt wird, um einen Öffnungsgrad in einem Geringe-Öffnung-Bereich zu verändern, und ferner das Eingriffsteil mit dem Ventilsitz in Eingriff ist und der Ventilsitz zusammen mit dem Ventilelement bewegt wird, um einen Öffnungsgrad in einem Große-Öffnung-Bereich zu verändern.
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Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können durch ein einziges Abgasrückführventil sowohl Genaue-Strömung-Charakteristika in einem Geringe-Öffnung-Bereich als auch Große-Strömung-Charakteristika in einem Große-Öffnung-Bereich erzielt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Querschnittsansicht von vorne, die ein AGR-Ventil in einer ersten Ausführungsform in einer vollständig geschlossenen Position zeigt;
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2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen in 1 mit einer Strich-Punkt-Linie umkreisten Teil in der ersten Ausführungsform in einer Zwischenöffnungsposition zeigt;
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3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den in 1 mit der Strich-Punkt-Linie umkreisten Teil in der ersten Ausführungsform in einer vollständig geöffneten Position zeigt;
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4 ist ein Diagramm, das Strömungscharakteristika eines AGR-Ventils im Vergleich zu Strömungscharakteristika eines AGR-Ventils in einem konventionellen Beispiel zeigt;
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5 ist eine Querschnittsansicht von vorne, die ein AGR-Ventil in einer zweiten Ausführungsform in einer vollständig geschlossenen Position zeigt;
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6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen in 5 mit einer Strich-Punkt-Linie umkreisten Teil in der zweiten Ausführungsform in einer Zwischenöffnungsposition zeigt;
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7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den in 5 mit der Strich-Punkt-Linie umkreisten Teil in der zweiten Ausführungsform in einer vollständig geöffneten Position zeigt; und
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8 ist ein Diagramm, das Strömungscharakteristika eines AGR-Ventils im Vergleich zu den Strömungscharakteristika des AGR-Ventils in dem konventionellen Beispiel zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Erste Ausführungsform
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Eine detaillierte Beschreibung einer ersten Ausführungsform, die ein Abgasrückführventil (AGR-Ventil) gemäß der vorliegenden Erfindung verkörpert, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
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1 ist eine Querschnittsansicht von vorne, die ein AGR-Ventil 1 in einer vollständig geschlossenen Position zeigt. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen in 1 mit einer Strich-Punkt-Linie umkreisten Teil S1 in einer Zwischenöffnungsposition zeigt. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den in 1 mit der Strich-Punkt-Linie umkreisten Teil S1 in einer vollständig geöffneten Position zeigt. Das AGR-Ventil 1 ist in einer AGR-Passage zum Rückführen eines Teils von von einem Motor zu der AGR-Passage ausgestoßenem Abgas (AGR-Gas) vorgesehen, um eine AGR-Gas-Strömungsrate zu steuern. Das AGR-Ventil 1 enthält ein Gehäuse 2, eine in dem Gehäuse 2 gebildete Passage 3 für AGR-Gas, einen irgendwo in der Passage 3 vorgesehenen Ventilsitz 4, ein Ventilelement 5, das auf dem Ventilsitz 4 aufsetzbar vorgesehen ist, einen mit dem Ventilelement 5 als Ganzes vorgesehenen Ventilschaft 6, um das Ventilelement 5 bezüglich des Ventilsitzes 4 zu bewegen, und einen als Antriebsmittel dienenden Aktor 8, um eine Ausgangswelle 7 zu drehen, um den Ventilschaft 6 zusammen mit dem Ventilelement 5 in einer axialen Richtung hin und her zu bewegen (eine Hubbewegung zu machen).
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Die in dem Gehäuse 2 gebildete Passage 3 hat einen Einlass 3a zum Einführen von AGR-Gas und einen Auslass 3b zum Ausstoßen von AGR-Gas. Der Ventilsitz 4 ist irgendwo in der Passage 3 vorgesehen und hat ein Ventilloch 4a, das mit der Passage 3 verbunden ist.
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Der Ventilschaft 6 ist zwischen dem Aktor 8 und dem Ventilelement 5 vorgesehen und ist platziert, sich in 1 vertikal durch das Gehäuse 2 zu erstrecken. Das Ventilelement 5 ist an einem unteren Ende des Ventilschafts 6 befestigt und hat eine konische Form, die eine konische Fläche hat, die mit dem Ventilsitz 4 in Kontakt gebracht oder davon getrennt werden kann. An einem oberen Ende des Ventilschafts 6 ist ein Federnhalter 9 als Ganzes vorgesehen. Zwischen dem Gehäuse 2 und dem Ventilschaft 6 sind ein erstes Längslager 10 und ein zweites Längslager 11 in Reihe angeordnet, um den Ventilschaft 6 zu lagern, um so eine Hubbewegung des Ventilschafts 6 zu ermöglichen. Jedes der Längslager 10 und 11 hat eine annähernd zylindrische Form und ist in einem in dem Zentrum des Gehäuses 2 gebildeten Montageloch 2a fest eingefügt.
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Der Aktor 8 enthält einen Stator 22, der Spulen 21 enthält, einen innerhalb des Stators 22 vorgesehenen Magnetrotor 23 und eine in dem Zentrum des Magnetrotors 23 vorgesehene Ausgangswelle 7. Diese Komponenten 7, 21 bis 23 und andere sind durch ein Harzgehäuse 24 durch Eingießen abgedeckt. Das Gehäuse 24 ist als Ganzes mit einem Verbinder 25 gebildet, der in 1 seitwärts vorsteht. In diesem Verbinder 25 sind sich von den Spulen 21 erstreckende Anschlüsse 26 vorgesehen.
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Die Ausgangswelle 7 hat auf einem äußeren Umfang davon ein Schraubengewinde 7a. Ein unteres Ende der Ausgangswelle 7 ist mit dem an dem oberen Ende des Ventilschafts 6 vorgesehenen Federnhalter 9 verbunden. Der Magnetrotor 23 enthält einen Rotorkörper 27 und einen zylindrischen Plastikmagnet 28, der auf einem äußeren Umfang des Rotorkörpers 27 als Ganzes vorgesehen ist. Auf dem äußeren Umfang eines oberen Endabschnitts des Rotorkörpers 27 ist zwischen dem Rotorkörper 27 und dem Gehäuse 24 ein erstes Radiallager 29 vorgesehen. Auf dem inneren Umfang eines unteren Endabschnitts des Plastikmagneten 28 ist zwischen dem Magnet 28 und dem ersten Längslager 10 ein zweites Radiallager 30 vorgesehen. Dieses obere und untere Radiallager 29 und 30 lagern den Magnetrotor 23 innerhalb des Stators 22 drehbar. Der Rotorkörper 27 ist in seinem Zentrum mit einem Mutterngewinde 27a gebildet, das mit dem Schraubengewinde 7a der Ausgangswelle 7 im Eingriff ist. Eine erste Druckfeder 31 ist zwischen dem Magnetrotor 23 und dem unteren zweiten Radiallager 30 vorgesehen. Eine zweite Druckfeder 32 ist zwischen dem Federnhalter 9 an dem oberen Ende des Ventilschafts 6 und dem zweiten Radiallager 30 vorgesehen, um den Ventilschaft 6 zu dem Magnetrotor 23 hin zu drängen.
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Zwischen dem Gehäuse 2 und dem Ventilschaft 6 ist, wie in 1 gezeigt, eine Lippendichtung 15, die eine annähernd zylindrische Form hat, benachbart zu dem zweiten Längslager 11 vorgesehen, um zwischen dem Gehäuse 2 und dem Ventilschaft 6 abzudichten. Diese Lippendichtung 15 ist direkt in ein durchgängig zu dem Montageloch 2a in dem Gehäuse 2 gebildetes Führungsloch 2b eingepresst, so dass sich der Ventilschaft 6 durch die Mitte der Lippendichtung 15 erstreckt.
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In dieser Ausführungsform enthält der Ventilschaft 6 an seinem unteren Teil einen Abschnitt 6a mit einem kleinen Durchmesser, der einen kleineren Durchmesser hat, als andere Abschnitte, und eine Stufe 6b an einer Grenze zu dem Abschnitt 6a mit dem kleinen Durchmesser. Diese Stufe 6b ist ein Beispiel eines Eingriffsteils der vorliegenden Erfindung. Der Ventilsitz 4 ist in einer flachen Plattenform gebildet und enthält in seinem Zentrum einen zylindrischen Teil 4b, der sich aufwärts erstreckt und einen geschlossenen Boden hat (in 1 ein oberes Ende). Der Abschnitt 6a des Ventilschafts 6 mit kleinem Durchmesser erstreckt sich durch den zylindrischen Teil 4b abwärts und ist an dem Ventilelement 5 befestigt. Die Stufe 6b des Ventilschafts 6 kann in ein oberes Ende des zylindrischen Teils 4b eingreifen.
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Die Passage 3 ist mit einem Absatz 3c versehen, der, wie in 1 bis 3 gezeigt, mit dem oberen Ende des Ventilsitzes 4 in Kontakt kommen kann. Der Ventilsitz 4 ist vorgesehen, in einer Richtung einer Hubbewegung des Ventilschafts 6 (in 1 bis 3 einer vertikalen Richtung) in der Passage 3 beweglich zu sein, und ist auch vorgesehen, mit dem Absatz 3c im Eingriff sein zu können.
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Der zylindrische Teil 4b ist in dem Führungsloch 2b auf und ab bewegbar montiert. In dieser Ausführungsform bilden der zylindrische Teil 4b und das Führungsloch 2b ein Beispiel eines Führungsmittels der Erfindung, um den Ventilsitz 4 in der Richtung einer Hubbewegung des Ventilschafts 6 zu führen. Der zylindrische Teil 4b ist mit einem Durchgangsloch 4c geformt, das das Innere des zylindrischen Teils 4b mit der Passage 3 verbindet. In einem Kontaktabschnitt des Ventilsitzes 4, der den Absatz 3c berühren wird, ist ein Dichtelement 40 vorgesehen, um zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c abzudichten. Das Dichtelement 40 ist in einer in dem Ventilsitz 4 gebildeten ringförmigen Nut fest eingefügt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist eine dritte Druckfeder 36 innerhalb des zylindrischen Teils 4b und zwischen dem zylindrischen Teil 4b und dem Ventilelement 5 vorgesehen. Diese Druckfeder 36 ist ein Beispiel eines elastischen Elements der Erfindung, um den Ventilsitz 4 in einem ”Geringe-Öffnung-Bereich” des AGR-Ventils 1 durch eine elastische Kraft in Eingriff mit dem Absatz 3c zu halten. Diese Druckfeder 36 wird zwischen dem zylindrischen Teil 4b und dem Ventilelement 5 gehalten, um den Ventilsitz 4 in eine Richtung zu drängen, um den Ventilsitz 4 in einen Druckkontakt mit dem Absatz 3c zu bringen. Die Stufe 6b des Ventilschafts 6 ist vorgesehen, mit dem oberen Ende des zylindrischen Teils 4 in Eingriff zu sein.
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In einem vollständig geschlossenen Zustand, in dem, wie in 1 gezeigt, der Ventilsitz 4 mit dem Absatz 3c in Druckkontakt ist, und das Ventilelement 5 auf dem Ventilsitz 4 aufsitzt, wird der Magnetrotor 23 in einer Richtung gedreht. Dementsprechend veranlasst die Eingriffsbeziehung zwischen dem Schraubengewinde 7a der Ausgangswelle 7 und dem Mutterngewinde 27a des Rotorkörpers 27 die Ausgangswelle 7, sich gegen die drängende Kraft der zweiten Druckfeder 32 in einer Richtung zu drehen, um eine Hubbewegung in 1 in einer Abwärtsrichtung auszuführen. In Verbindung mit dieser Hubbewegung der Ausgangswelle 7 wird das Ventilelement 5 zusammen mit dem Ventilschaft 6 in einem Hub in 1 in der Abwärtsrichtung bewegt, und das Ventilelement 5 wird von dem Ventilsitz 4 getrennt, und öffnet dabei, wie in 2 gezeigt, ein Ventil. Wenn das Ventilelement 5 in Verbindung mit der Hubbewegung des Ventilschafts 6 wie oben bezüglich des Ventilsitzes 4 bewegt wird, wird in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” des AGR-Ventils 1 der Öffnungsgrad verändert. Die Öffnungsgradveränderung des AGR-Ventils 1 in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” endet, wenn die Stufe 6b des Ventilschafts 6 mit dem zylindrischen Teil 4b in Eingriff kommt. Die Öffnungsgradveränderung des AGR-Ventils 1 in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” wird durch die Größenänderung eines Spalts (eines Bestimmungsabschnitts) zwischen dem Ventilelement 5 und dem Ventilsitz 4 definiert. In diesem ”Geringe-Öffnung-Bereich” strömt AGR-Gas, das zwischen dem Ventilelement 5 und dem Ventilsitz 4 durchgegangen ist, durch das Durchgangsloch 4c des zylindrischen Teils 4b zu einer stromabwärtigen Seite in der Passage 3.
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Wenn das Ventilelement 5 zusammen mit dem Ventilschaft 6 in einem in 1 abwärtigen Hub bewegt wird, kommt die Stufe 6b des Ventilschafts 6 mit dem oberen Ende des zylindrischen Teils 4b in Eingriff, und drückt somit den Ventilsitz 4 danach abwärts. Dementsprechend wird, wie in 3 gezeigt, der Ventilsitz 4 zusammen mit dem Ventilelement 5 abwärts bewegt, und dabei der Öffnungsgrad des AGR-Ventils 1 in einem ”Zwischenöffnungsbereich” und einem ”Große-Öffnung-Bereich” verändert. Wie oben sind die Öffnungsgradänderungen des AGR-Ventils 1 in dem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” durch die Größenänderungen eines maximalen Spalts (eines Bestimmungsabschnitts) zwischen dem Ventilelement 5 und dem Ventilsitz 4 und einem Spalt (einem Bestimmungsabschnitt) zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c definiert. In diesem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” strömt AGR-Gas zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c zu der stromabwärtigen Seite in der Passage 3 durch, und auch das zwischen dem Ventilelement 5 und dem Ventilsitz 4 durchgegangene AGR-Gas strömt durch das Durchgangsloch 4c des zylindrischen Teils 4b zu der stromabwärtigen Seite in der Passage 3. Somit wird, verglichen mit der Strömungsrate von in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” fließenden AGR-Gas die Strömungsrate in dem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” drastisch verändert.
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Andernfalls wird in einem vollständig geöffneten Zustand, in dem, wie in 3 gezeigt, das Ventilelement 5 von dem Ventilsitz 4 bei einen maximalen Abstand getrennt ist, und auch der Ventilsitz 4 von dem Absatz 3c bei einen maximalen Abstand getrennt ist, der Magnetrotor 23 in der entgegengesetzten Richtung gedreht. Dementsprechend veranlassen die Eingriffsbeziehung zwischen dem Schraubengewinde 7a der Ausgangswelle 7 und dem Mutterngewinde 27a des Rotorkörpers 27 und die drängende Kraft der zweiten Druckfeder 32 die Ausgangswelle 7, sich in der entgegengesetzten Richtung zu drehen, um eine Hubbewegung in einer in 1 Aufwärtsrichtung auszuführen. In Verbindung mit dieser Hubbewegung der Ausgangswelle 7 wird das Ventilelement 5 zusammen mit dem Ventilschaft 6 in einem Hub in einer Aufwärtsrichtung in 1 bewegt. Somit kommt der Ventilsitz 4 zuerst mit dem Absatz 3c in Eingriff und wird dort durch die dritte Druckfeder 36 unter Druck gehalten, und dann kommt das Ventilelement 5 in Kontakt mit dem Ventilsitz 4 und erreicht einen völlig geschlossenen Zustand.
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In der vorliegenden Ausführungsform funktioniert jeweils, wie oben erklärt, das Ventilelement 5 als ein kleines Ventilelement und der Ventilsitz 4 funktioniert sinngemäß zu dem Ventilelement 5 als ein großes Ventilelement. Diese zwei, ein großes und ein kleines, Ventilelemente sind in der Richtung einer Hubbewegung des einzelnen Ventilschafts 6 koaxial in Reihe angeordnet, so dass das kleine Ventilelement (das Ventilelement 5) und das große Ventilelement (der Ventilsitz 4) in Verbindung mit der Hubbewegung des Ventilschafts 6 schrittweise geöffnet werden.
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4 ist ein Diagramm, das die Strömungscharakteristika des AGR-Ventils 1 in der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu Strömungscharakteristika eines AGR-Ventils in einem konventionellen Beispiel zeigt. Das Diagramm in 4 zeigt AGR-Gas-Strömungsratenveränderungen bezüglich des Ventilhubs. In der vorliegenden Ausführungsform ändert sich, wie deutlich in diesem Diagramm zu sehen, die AGR-Gas-Strömungsrate bezüglich des Ventilhubs in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” sanft und ändert sich verglichen mit dem konventionellen Beispiel in dem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” drastisch. Das AGR-Ventil 1 in dieser Ausführungsform kann daher genaue Strömungscharakteristika erzielen, die in der Lage sind, eine genaue AGR-Gasmenge in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” zu regulieren, und große Strömungscharakteristika zu erzielen, die in der Lage sind, eine große AGR-Gasmenge in dem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” zu regulieren.
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Gemäß dem AGR-Ventil 1 in der oben erklärten vorliegenden Ausführungsform wird der Öffnungsgrad in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” verändert wenn das Ventilelement 5 in Verbindung mit der Hubbewegung des Ventilschafts 6 bezüglich des Ventilsitzes 4 bewegt wird. Darüber hinaus wird, wenn die Stufe 6b des Ventilschafts 6 mit dem zylindrischen Teil 4b in Eingriff kommt und ferner der Ventilsitz 4 zusammen mit dem Ventilelement 5 bewegt wird, der Öffnungsgrad in dem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” verändert. In dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” wird daher die AGR-Gas-Strömungsrate durch den Bestimmungsabschnitt zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Ventilelement 5 in kleinen Ausmalen reguliert. In dem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” wird die AGR-Gas-Strömungsrate durch den Bestimmungsabschnitt zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Ventilelement 5 und dem Bestimmungsabschnitt zwischen dem Absatz 3c und dem Ventilsitz 4 in großen Ausmalen reguliert. Als ein Ergebnis kann das einzige AGR-Ventil 1 sowohl die Genaue-Strömung-Charakteristika in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” als auch die Große-Strömung-Charakteristika in dem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” erzielen.
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Gemäß dem AGR-Ventil 1 in der vorliegenden Ausführungsform wird der Ventilsitz 4 durch die elastische Kraft der dritten Druckfeder 36 mit dem Absatz 3c in Eingriff gehalten. Somit wird der Ventilsitz 4 nicht in einer falschen Weise bewegt. In dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” wird es dem AGR-Gas daher nicht ermöglicht, in einer falschen Weise zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c durchzuströmen. Dies ermöglicht es, unregelmäßige Veränderungen der AGR-Gas-Strömungsrate zu verhindern und stabile, genaue Strömungscharakteristika sicherzustellen.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Dichtelement 40 in dem Kontaktabschnitt des Ventilsitzes 4 mit dem Absatz 3c vorgesehen. Somit werden die jeweiligen Kontaktabschnitte des Ventilsitzes 4 und des Absatzes 3c in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” abgedichtet. In dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” ist es daher möglich, ein Durchsickern von AGR-Gas zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c zu verhindern und dabei die stabilen genauen Strömungscharakteristika sicherzustellen.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird darüber hinaus die Bewegung des Ventilsitzes 4 in der Richtung einer Hubbewegung in dem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” durch das Zusammenwirken des Führungslochs 2b und des zylindrischen Teils 4b geführt. Dies kann ein Flattern des Ventilsitzes 4 während einer Bewegung reduzieren. Dementsprechend ist es möglich, unregelmäßige Veränderungen in dem Bestimmungsabschnitt zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c zu verhindern, unregelmäßige AGR-Gas-Strömungsratenänderungen in dem ”Zwischenöffnungsbereich” und dem ”Große-Öffnung-Bereich” zu verhindern und stabile, große Strömungscharakteristika sicherzustellen.
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Zweite Ausführungsform
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Eine zweite Ausführungsform eines Abgasrückführventils (eines AGR-Ventils) gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erklärt.
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In dieser Ausführungsform werden gleichen oder identischen Teilen mit denen in der ersten Ausführungsform dieselben Bezugszeichen wie denen in der ersten Ausführungsform gegeben und ihre Details werden nicht wiederholt erklärt. Die folgende Erklärung wird somit auf Unterschiede zu der ersten Ausführungsform fokussiert gegeben.
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5 ist eine Querschnittsansicht von vorne von dem AGR-Ventils 1 in einer vollständig geschlossenen Position. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen in 5 mit einer Strich-Punkt-Linie umkreisten Teil S1 in einer Zwischenöffnungsposition zeigt. 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den in 5 mit der Strich-Punkt-Linie umkreisten Teil S1 in einer vollständig geöffneten Position zeigt. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den Konfigurationen eines Ventilsitzes 4, eines Ventilelements 5, eines Eingriffsteils und von anderem.
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Die vorliegende Ausführungsform enthält den zylindrischen Teil 4b des Ventilsitzes 4 und das in dem Ventilsitz 4 der ersten Ausführungsform vorgesehene Dichtelement 40 nicht. In einem Montageloch 2a eines Gehäuses 2 ist benachbart zu der Lippendichtung 15 ein Ablagerungsschutzstopfen 16 vorgesehen. Dieser Ablagerungsschutzstopfen 16 ist platziert, um es zu verhindern, dass zwischen dem Gehäuse 2 und einem Ventilschaft 6 Ablagerungen eintreten, und hat eine annähernd zylindrische Form. Der Ablagerungsschutzstopfen 16 ist direkt in das in dem Gehäuse 2 gebildete Montageloch 2a eingepresst, so dass sich der Ventilschaft 6 durch das Zentrum des Ablagerungsschutzstopfens 16 erstreckt.
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Wie in 5 bis 7 gezeigt, ist das obere Ende des Ventilsitzes 4 vorgesehen, einen Absatz 3c berühren zu können. Der Ventilsitz 4 ist vorgesehen, bezüglich einer Passage 3 in einer Hubbewegungsrichtung (einer vertikalen Richtung in 5 bis 7) des Ventilschafts 6 bewegbar zu sein, und ist auch vorgesehen, mit dem Absatz 3c eingreifen zu können. Eine dritte Druckfeder 36 ist zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Gehäuse 2 vorgesehen. Diese dritte Druckfeder 36 ist ein Beispiel des elastischen Elements der Erfindung, um den Ventilsitz 4 in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und dem ”Zwischenöffnungsbereich”, der später erwähnt wird, durch eine elastische Kraft 3 im Eingriff mit dem Absatz 3c zu halten. Die dritte Druckfeder 36 wird zwischen einem in einem Einlass 3a eingefügten Anschlagring 37 und dem Ventilsitz 4 gehalten, um den Ventilsitz 4 in eine Richtung zu drängen, um den Ventilsitz 4 in einen Druckkontakt mit dem Absatz 3c zu bringen. Auf dem Ventilschaft 6 ist darüber hinaus eine scheibenförmige Platte 38 befestigt, die ein Beispiel des Eingriffsteils der Erfindung ist. Diese Platte 38 ist mit einer Mehrzahl von Durchgangslöchern 38a gebildet. Die Durchgangslöcher 38a haben eine vorbestimmte Öffnungsfläche, um eine gewünschte Strömungsrate sicherzustellen. Diese Platte 38 ist vorgesehen, die obere Fläche des Ventilsitzes 4 berühren zu können.
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In einem vollständig geschlossenen Zustand, in dem, wie in 5 gezeigt, der Ventilsitz 4 mit dem Absatz 3c in einem Druckkontakt ist und das Ventilelement 5 auf dem Ventilsitz 4 aufsitzt, wird der Magnetrotor 23 in einer Richtung gedreht. Dementsprechend veranlasst die Eingriffsbeziehung zwischen dem Schraubengewinde 7a der Ausgangswelle 7 und dem Mutterngewinde 27a des Rotorkörpers 27 die Ausgangswelle 7, sich in einer Richtung gegen die drängende Kraft der zweiten Druckfeder 32 zu drehen, um eine Hubbewegung in 5 in einer Abwärtsrichtung auszuführen. In Verbindung mit dieser Hubbewegung der Ausgangswelle 7 wird das Ventilelement 5 zusammen mit dem Ventilschaft 6 in einem Hub in 5 in der Abwärtsrichtung bewegt, und das Ventilelement 5 wird von dem Ventilsitz 4 getrennt, und dabei, wie in 6 gezeigt, ein Ventil geöffnet. Da das Ventilelement 5 wie oben in Verbindung mit der Hubbewegung des Ventilschafts 6 bezüglich des Ventilsitzes 4 bewegt wird, wird der Öffnungsgrad in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und dem ”Zwischenöffnungsbereich” des AGR-Ventils 1 verändert. Die Öffnungsgradveränderung des AGR-Ventils 1 in dem ”Zwischenöffnungsbereich” endet, wenn die Platte 38 mit dem Ventilsitz 4 in Eingriff kommt. Die Öffnungsgradveränderungen des AGR-Ventils 1 in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und dem ”Zwischenöffnungsbereich” werden durch die Größenänderung eines Spalts (eines Bestimmungsabschnitts) zwischen dem Ventilelement 5 und dem Ventilsitz 4 definiert. In diesem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und ”Zwischenöffnungsbereich” strömt AGR-Gas, das zwischen dem Ventilelement 5 und dem Ventilsitz 4 durchgegangen ist, zwischen dem Ventilsitz 4 und der Platte 38 durch, oder durch die Durchgangslöcher 38a der Platte 38 zu einer stromabwärtigen Seite in der Passage 3 durch.
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Wenn das Ventilelement 5 gemeinsam mit dem Ventilschaft 6 weiter in einem Hub in 5 in der abwärtigen Richtung bewegt wird, drückt die Platte 38 danach den Ventilsitz 4 abwärts, und bewegt dabei, wie in 7 gezeigt, den Ventilsitz 4 zusammen mit dem Ventilelement 5 abwärts. Somit wird der Öffnungsgrad des AGR-Ventils 1 in dem ”Große-Öffnung-Bereich” verändert. Auf diese Weise wird die Öffnungsgradveränderung des AGR-Ventils 1 in dem ”Große-Öffnung-Bereich” durch Größenänderungen eines maximalen Spalts (eines Bestimmungsabschnitts) zwischen dem Ventilelement 5 und dem Ventilsitz 4 und eines Spalts (eines Bestimmungsabschnitts) zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c definiert. In diesem ”Große-Öffnung-Bereich” strömt das AGR-Gas zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c zu der stromabwärtigen Seite in der Passage 3 durch und auch das durch das Ventilelement 5 und den Ventilsitz 4 durchgegangene AGR-Gas strömt durch die Durchgangslöcher 38a der Platte 38 zu der stromabwärtigen Seite in der Passage 3 durch. Somit wird, verglichen mit der Strömungsrate des AGR-Gases, das in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und dem ”Zwischenöffnungsbereich” strömt, die Strömungsrate in dem ”Große-Öffnung-Bereich” drastisch verändert.
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Andernfalls wird in einem vollständig geöffneten Zustand, in dem, wie in 7 gezeigt, das Ventilelement 5 von dem Ventilsitz 4 bei einem maximalen Abstand getrennt ist, und auch der Ventilsitz 4 von dem Absatz 3c bei einem maximalen Abstandgetrennt ist, der Magnetrotor 23 in der entgegengesetzten Richtung gedreht. Dementsprechend veranlassen das Eingriffsbeziehung zwischen dem Schraubengewinde 7a der Ausgangswelle 7 und dem Mutterngewinde 27a des Rotorkörpers 27 und die drängende Kraft der zweiten Druckfeder 32 die Ausgangswelle 7 dazu, in der entgegengesetzten Richtung zu rotieren, um eine Hubbewegung in 5 in einer Aufwärtsrichtung auszuführen. In Verbindung mit dieser Hubbewegung der Ausgangswelle 7 bewegen sich das Ventilelement 5 und die Platte 38 gemeinsam mit dem Ventilschaft 6 zusammen in einem Hub in 5 in der Aufwärtsrichtung. Somit kommt zuerst der Ventilsitz 4 in einen Eingriff mit dem Absatz 3c und wird dort durch die dritte Druckfeder 36 unter Druck gehalten, und dann kommt das Ventilelement 5 mit dem Ventilsitz 4 in Kontakt, und erreicht einen vollständig geschlossenen Zustand.
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8 ist ein Diagramm, das die Strömungscharakteristika des AGR-Ventils 1 in der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu den Strömungscharakteristika des AGR-Ventils in dem konventionellen Beispiel zeigt. Das Diagramm in 8 zeigt AGR-Gas-Strömungsratenveränderungen bezüglich eines Ventilhubs (einem Bewegungsausmaß des Ventilelements in der Hubbewegungsrichtung). In der vorliegenden Ausführungsform ändert sich, wie deutlich aus diesem Diagramm abzulesen ist, die AGR-Gas-Strömungsrate zu dem Ventilhub in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und dem ”Zwischenöffnungsbereich” sanft, und ändert sich verglichen mit dem konventionellen Beispiel in dem ”Große-Öffnung-Bereich” drastisch. Das AGR-Ventil 1 in dieser Ausführungsform kann daher genaue Strömungscharakteristika, die in der Lage sind, eine genaue AGR-Gas-Menge in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und dem ”Zwischenöffnungsbereich” zu regulieren, erzielen, und erzielt Große-Strömung-Charakteristika, die in der Lage sind, eine große Menge von AGR-Gas in dem ”Große-Öffnung-Bereich” zu regulieren. Somit können sowohl die Genaue-Strömung-Charakteristika und die Große-Strömung-Charakteristika erzielt werden.
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Gemäß dem AGR-Ventil 1 in der oben erklärten vorliegenden Ausführungsform wird der Ventilschaft 6 durch den Aktor 8 in einem Hub bewegt, um den Öffnungsgrad des Ventilelements 5 bezüglich des Ventilsitzes 4 zu verändern und dabei das AGR-Gas, dem es ermöglicht wird, in der Passage 3 zu strömen, zu regulieren. Hierbei wird das Ventilelement 5 bezüglich des Ventilsitzes 4 in Verbindung mit der Hubbewegung des Ventilschafts 6 bewegt, und dabei der Öffnungsgrad in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und dem ”Zwischenöffnungsbereich” verändert. Darüber hinaus wird, wenn die Platte 38 mit dem Ventilsitz 4 im Eingriff ist, und dann der Ventilsitz 4 zusammen mit dem Ventilelement 5 bewegt wird, der Öffnungsgrad in dem ”Große-Öffnung-Bereich” verändert. In dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und dem ”Zwischenöffnungsbereich” wird daher die Strömungsrate von AGR-Gas nur durch den Bestimmungsabschnitt zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Ventilelement 5 in minimalen Ausmaßen reguliert. In dem ”Große-Öffnung-Bereich” wird die Strömungsrate von AGR-Gas durch den Bestimmungsabschnitt zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Ventilelement 5 und dem Bestimmungsabschnitt zwischen dem Absatz 3c und dem Ventilsitz 4 in großen Ausmaßen reguliert. Als ein Ergebnis kann das einzelne AGR-Ventil 1 sowohl die Genaue-Strömung-Charakteristika in dem ”Geringe-Öffnung-Bereich” und dem ”Zwischenöffnungsbereich” als auch die Große-Strömung-Charakteristika in dem ”Große-Öffnung-Bereich” erzielen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und kann in anderen spezifischen Formen verkörpert sein, ohne sich von den wesentlichen Eigenschaften davon zu entfernen.
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Obwohl das Dichtelement 40 in der ersten Ausführungsform an dem Ventilsitz 4 angebracht ist, kann ein Dichtelement anstatt an dem Ventilsitz 4 auch in dem Absatz 3c vorgesehen sein.
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In der ersten Ausführungsform ist das Dichtelement 40 zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c vorgesehen. In der zweiten Ausführungsform kann ein Dichtelement wie in der ersten Ausführungsform auch zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Absatz 3c vorgesehen sein.
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In der ersten Ausführungsform ist die in dem Ventilschaft 6 gebildete Stufe 6b als das Eingriffsteil vorgesehen. Als eine Alternative kann eine Platte, die als das Eingriffsteil dient, wie in der zweiten Ausführungsform auf dem Ventilschaft 6 vorgesehen sein.
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Während die derzeitig bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es so zu verstehen, dass diese Offenbarung zum Zweck der Darstellung ist, und dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen ausgeführt werden können, ohne sich von dem Umfang der Erfindung, wie in den angehängten Ansprüchen dargelegt, zu entfernen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die Erfindung ist auf z. B. ein in einer AGR-Einrichtung eines Fahrzeugmotors zu verwendendes AGR-Ventil anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- AGR-Ventil
- 2
- Gehäuse
- 2b
- Führungsloch (Führungsmittel)
- 3
- Passage
- 3c
- Absatz
- 4
- Ventilsitz
- 4b
- zylindrischer Teil (Führungsmittel)
- 5
- Ventilelement
- 6
- Ventilschaft
- 6b
- Stufe (Eingriffsteil)
- 8
- Aktor (Antriebsmittel)
- 36
- dritte Druckfeder (elastisches Element)
- 38
- Platte (Eingriffsteil)
- 40
- Dichtelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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