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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 11. Juni 2015 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0082869 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft ein Motorsystem mit einem Kühlmittelsteuerventil, das geeignet ist, durch Steuerung eines Kühlmittels, das in einem Kühler, einer Heizung, einem Ölkühler und dergleichen verteilt ist, die gesamte Kühlungseffizienz zu verbessern und den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.
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Ein Motor erzeugt durch Verbrennen von Kraftstoff ein Drehmoment und führt den übrigen Kraftstoff als Wärmeenergie ab. Insbesondere absorbiert ein Kühlmittel die Wärmeenergie, während es durch einen Motor, eine Heizung und einen Kühler zirkuliert, und führt die Wärmeenergie nach außen ab.
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Wenn eine Kühlmitteltemperatur des Motors niedrig ist, ist die Viskosität von Öl erhöht, und die Reibungskraft ist groß, und infolgedessen tendiert der Kraftstoffverbrauch zu steigen, die Temperatur von Abgas steigt langsam an, die Aktivierungszeit eines Katalysators wird erhöht, und die Qualität des Abgases kann sich verschlechtern. Ferner wird die zum Normalisieren einer Funktion der Heizung benötigte Zeit erhöht, und infolgedessen können sich Fahrer und Fahrgäste kühl fühlen.
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Wenn die Kühlmitteltemperatur des Motors überhöht ist, tritt ein Klopfen auf, und durch Steuerung des Zündzeitpunktes zur Unterdrückung des Klopfens kann sich die Leistung verschlechtern. Ferner kann sich, wenn die Temperatur eines Kühlmittels überhöht ist, die Schmierungswirkung verschlechtern.
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Dementsprechend wurde ein Kühlmittelsteuerventil verwendet, das viele Kühlungselemente auf einen Wert derart steuert, dass eine hohe Temperatur des Kühlmittels in einem vorbestimmten Abschnitt des Motors beibehalten wird und eine niedrige Temperatur des Kühlmittels in einem anderen Abschnitt des Motors beibehalten wird.
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Inzwischen wird die Kühlmitteltemperatur durch Ein/Aus-Steuerung eines Kühlmittelflusses schnell geändert, um ein Überschießen oder Unterschießen zu bewirken, und infolgedessen kann sich die Genauigkeit der Kühlung verschlechtern, ein Wärmestoß kann infolge der schnellen Änderung der Temperatur auftreten, und die Haltbarkeit des Kühlmittelsteuerventils kann sich verschlechtern.
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Mit der Erfindung wird ein Motorsystem mit einem Kühlmittelsteuerventil geschaffen, das eine schnelle Änderung einer Kühlmitteltemperatur durch genauere Steuerung eines Kühlmittelflusses reduziert, einen Wärmestoß durch Verhinderung des Überschießens oder Unterschießens der Kühlmitteltemperatur reduziert und die Haltbarkeit des Kühlmittelsteuerventils verbessert.
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Ein Motorsystem mit einem Kühlmittelsteuerventil gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist auf: ein zylindrisches Ventil, das wenigstens eine Kühlmittelpassage aufweist, die von einem Innenumfang zu einem Außenumfang hindurchtritt, ein Ventilgehäuse, das einen Innenumfang aufweist, der mit dem Außenumfang des zylindrischen Ventils derart korrespondiert, dass das zylindrische Ventil drehbar ist, ein Verbindungsrohr, das mit dem Ventilgehäuse derart verbunden ist, dass es mit der Kühlmittelpassage korrespondiert, und einen Motor, der angeordnet ist, um das zylindrische Ventil in dem Ventilgehäuse derart zu drehen, dass die Kühlmittelpassage mit dem Verbindungsrohr korrespondiert, wobei die Kühlmittelpassage eine Großdurchmesser-Kühlmittelpassage und eine Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage aufweist, die in einem vorbestimmten Drehwinkel zu der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage angeordnet ist und einen Innendurchmesser hat, der kleiner als ein Innendurchmesser der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage ist, wobei die Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage mit dem Verbindungsrohr korrespondiert, und danach die Großdurchmesser-Kühlmittelpassage entsprechend der Drehung des zylindrischen Ventils mit dem Verbindungsrohr korrespondiert.
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Eine Fläche der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage kann größer als eine Fläche der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage sein.
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Das Verbindungsrohr kann aufweisen: ein erstes Verbindungsrohr, das derart angeschlossen ist, dass es das Kühlmittel einem Kühler zuführt, der Wärme nach außen abführt, ein zweites Verbindungsrohr, das derart angeschlossen ist, dass es das Kühlmittel einem EGR-Kühler, der Rückführungsabgas kühlt, und einem Heizkörper zum Erwärmen von Innenraumluft zuführt, und ein drittes Verbindungsrohr, das derart angeschlossen ist, dass es das Kühlmittel einem Ölkühler zuführt, der Öl kühlt.
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Die Kühlmittelpassagen können an drei Abschnitten derart ausgebildet sein, dass sie mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Verbindungsrohr korrespondieren.
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Ein Abtriebsrad kann an den Außenumfang des zylindrischen Ventils ausgebildet sein, ein Antriebsrad kann einbezogen sein, welches das Abtriebsrad umschreibt, und der Motor kann angeordnet sein, um das Antriebsrad zu drehen.
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Der Motor kann ein Elektromotor sein.
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Das Motorsystem kann ferner ein Dichtungselement aufweisen, das zwischen dem Ventilgehäuse und dem zylindrischen Ventil derart angeordnet ist, dass es mit dem Verbindungsrohr korrespondiert.
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Das zylindrische Ventil kann eine Rohrform haben, deren beide Enden geöffnet sind, und das eine Ende davon kann das Kühlmittel von einem Kühlmittelauslass eines Zylinderkopfes aufnehmen.
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Das Ventilgehäuse kann an dem einen Ende des Zylinderkopfes direkt befestigt sein.
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Das Motorsystem kann ferner aufweisen: einen Zylinderblock, der unter dem Zylinderkopf angeordnet ist, und eine Kühlmittelpumpe, die an dem anderen Ende des Zylinderblockes angeordnet ist, um das Kühlmittel zu dem Zylinderblock zu pumpen.
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Eine innere Breite der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage kann in Richtung zu der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage allmählich verringert sein.
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Das Motorsystem kann ferner ein elastisches Element aufweisen, welches das Dichtungselement in Richtung zu der Außenseite des zylindrischen Ventils elastisch abstützt.
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Ein Motorsystem mit einem Kühlmittelsteuerventil gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist auf: ein zylindrisches Ventil, das wenigstens eine Großdurchmesser-Kühlmittelpassage, die von einem Innenumfang zu einem Außenumfang hindurchtritt, und eine Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage benachbart zu der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage aufweist, ein Ventilgehäuse, das einen Innenumfang aufweist, der mit dem Außenumfang des zylindrischen Ventils derart korrespondiert, dass das zylindrische Ventil drehbar ist, ein Verbindungsrohr, das mit dem Ventilgehäuse derart verbunden ist, dass es mit der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage oder der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage korrespondiert, und einen Motor, der angeordnet ist, um das zylindrische Ventil in dem Ventilgehäuse derart zu drehen, dass die Großdurchmesser-Kühlmittelpassage oder die Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage mit dem Verbindungsrohr korrespondiert, wobei ein Innendurchmesser der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage kleiner als ein Innendurchmesser der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage ist.
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Eine innere Breite der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage kann in Richtung zu der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage allmählich verringert sein.
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Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung ist eine Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage vor einer Großdurchmesser-Kühlmittelpassage ausgebildet, und ein Innendurchmesser oder eine Fläche der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage ist verringert, um den Fluss des Kühlmittels genauer zu steuern.
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Daher ist es möglich, eine schnelle Änderung einer Kühlmitteltemperatur zu reduzieren, einen Wärmestoß durch Verhinderung eines Überschießens oder Unterschießens der Kühlmitteltemperatur zu reduzieren, und die Haltbarkeit des Kühlmittelsteuerventils zu verbessern.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Flussdiagramm des gesamten Flusses eines Kühlmittels in einem Motorsystem mit einem Kühlmittelsteuerventil gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2 einen schematischen Schnitt eines Kühlmittelsteuerventils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine Draufsicht der Form einer Kühlmittelpassage des Kühlmittelsteuerventils gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Zustand, in dem ein zylindrisches Ventil auf einer Ebene abgewickelt ist; und
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4 einen Schnitt des Kühlmittelsteuerventils gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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Mit Bezug auf 1 weist ein Motorsystem eine Kühlmittelpumpe 120, einen Zylinderblock 110, einen Zylinderkopf 100, ein Kühlmittelsteuerventil 130, einen Kühler 170, einen Ölkühler 140, einen EGR(Abgasrückführung)-Kühler 150 und einen Heizkörper 160 auf.
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Der Zylinderkopf 100 ist an dem Zylinderblock 110 angeordnet, die Kühlmittelpumpe 120 ist an dem einen Ende des Zylinderblockes 110 angeordnet, und das Kühlmittelsteuerventil 130 ist an dem anderen Ende des Zylinderkopfes 100 angeordnet.
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Die Kühlmittelpumpe 120 führt das Kühlmittel zu dem einen Ende des Zylinderblockes 110, und das dem Zylinderblock 110 zugeführte Kühlmittel wird über den Zylinderblock 110 an das Kühlmittelsteuerventil 130 übertragen.
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Ferner wird ein Teil des dem Zylinderblock 110 zugeführten Kühlmittels einem unteren Abschnitt an dem einen Ende des Zylinderkopfes 100 zugeführt und über den Zylinderkopf 100 an das Kühlmittelsteuerventil 130 übertragen.
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Das Kühlmittelsteuerventil 130 steuert das Kühlmittel, welches durch den Zylinderkopf 100 und den Zylinderblock 110 hindurchtritt, und steuert das Kühlmittel, welches dem Ölkühler 140, dem Heizkörper 160 und dem Kühler 170 zugeführt wird.
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Außerdem tritt das dem Heizkörper 160 zugeführte Kühlmittel durch den EGR-Kühler 150 hindurch, und das durch den EGR-Kühler 150, den Ölkühler 140 und den Kühler 170 hindurchtretende Kühlmittel wird zu einer Saugseite der Kühlmittelpumpe 120 zirkuliert.
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Der EGR-Kühler 150 ist angeordnet, um Abgas zu kühlen, welches von einer Abgasleitung zu einer Einlassleitung zurückgeführt wird, der Heizkörper 160 ist angeordnet, um Innenraumluft zu erwärmen, der Ölkühler 140 ist angeordnet, um Öl zu kühlen, und der Kühler 170 ist angeordnet, um die Wärme des Kühlmittels nach außen abzuführen.
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Ferner ist ein Zylinder, in dem ein Kolben angeordnet ist, in dem Zylinderblock 110 ausgebildet, und eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung, welche mit dem Zylinder verbunden sind, sind an einer Einlassseite bzw. einer Auslassseite des Zylinderkopfes 100 ausgebildet.
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Mit Bezug auf 2 weist das Kühlmittelsteuerventil 130 einen Motor 200, ein Antriebsrad 205, ein erstes Verbindungsrohr 172, ein zweites Verbindungsrohr 152, ein drittes Verbindungsrohr 142, ein Dichtungselement 324, eine Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220, eine Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage 225, ein zylindrisches Ventil 215, ein Ventilgehäuse 302 und ein Abtriebsrad 210 auf.
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Das zylindrische Ventil 215 hat eine Struktur wie eine Rohrstruktur, deren beide Enden geöffnet sind, und weist drei Großdurchmesser-Kühlmittelpassagen 220 und drei Kleindurchmesser-Kühlmittelpassagen 225 auf, welche von einem Innenumfang zu einem Außenumfang hindurchtreten.
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Das zylindrische Ventil 215 ist an der Innenseite des Ventilgehäuses 302 drehbar angeordnet und hat eine Struktur, bei welcher ein Außenumfang des Ventilgehäuses 302 und ein Innenumfang des zylindrischen Ventils 215 miteinander korrespondieren.
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Das Abtriebsrad 210 ist an einem Außenumfang des einen Endes des zylindrischen Ventils 215 ausgebildet und umschreibt das Antriebsrad 205, und der Motor 200 ist angeordnet, um das Antriebsrad 205 zu drehen. Dementsprechend wird, wenn der Motor 200 das Antriebsrad 205 dreht, das zylindrische Ventil 215 über das Abtriebsrad 210 gedreht.
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Das eine Ende des zylindrischen Ventils 215 nimmt das Kühlmittel von dem Zylinderkopf 100 auf und verteilt das Kühlmittel über die Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220 oder die Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage 225 an den Kühler 170, den EGR-Kühler 150, den Heizkörper 160 und den Ölkühler 140.
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Das erste Verbindungsrohr 172, das zweite Verbindungsrohr 152 und das dritte Verbindungsrohr 142 sind in vorbestimmten Positionen mit der Außenseite des Ventilgehäuses 302 verbunden, das erste Verbindungsrohr 172 ist angeordnet, um das Kühlmittel dem Kühler 170 zuzuführen, das zweite Verbindungsrohr 152 ist angeordnet, um das Kühlmittel dem EGR-Kühler 150 und dem Heizkörper 160 zuzuführen, und das dritte Verbindungsrohr 142 ist angeordnet, um das Kühlmittel dem Ölkühler 140 zuzuführen.
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Wenn die erste Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220 mit dem ersten Verbindungsrohr 172 korrespondiert, wird das Kühlmittel über das erste Verbindungsrohr 172 dem Kühler 170 zugeführt, und wenn die zweite Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220 mit dem zweiten Verbindungsrohr 152 korrespondiert, wird das Kühlmittel über das zweite Verbindungsrohr 152 dem EGR-Kühler 150 und dem Heizkörper 160 zugeführt.
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Ferner wird, wenn die dritte Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220 mit dem dritten Verbindungsrohr 142 korrespondiert, das Kühlmittel über das dritte Verbindungsrohr 142 dem Ölkühler 140 zugeführt.
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Ein Durchmesser der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage 225 ist kleiner als ein Durchmesser der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220, und eine Fläche der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage 225 ist kleiner als eine Fläche der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220.
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Dementsprechend ist eine Menge des Kühlmittels, welches durch die Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage 225 hindurchtreten kann, kleiner als eine Menge des Kühlmittels, welches durch die Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220 hindurchtreten kann.
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Ferner sind die Kleindurchmesser-Kühlmittelpassagen 225 an der einen Seite der Großdurchmesser-Kühlmittelpassagen eine nach der anderen in einer Drehrichtung des zylindrischen Ventils 215 ausgebildet. Dementsprechend korrespondieren zuerst die Kleindurchmesser-Kühlmittelpassagen 225 mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Verbindungsrohr 172, 152 und 142, und als nächstes korrespondieren die Großdurchmesser-Kühlmittelpassagen 220 mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Verbindungsrohr 172, 152 und 142.
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Dementsprechend wird, während das zylindrische Ventil 215 gedreht wird, eine relativ kleine Menge des Kühlmittels über die Kleindurchmesser-Kühlmittelpassagen 225 verteilt, und danach wird eine relativ große Menge des Kühlmittels über die Großdurchmesser-Kühlmittelpassagen 220 verteilt.
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Infolgedessen kann durch eine genauere Steuerung des Kühlmittelflusses und eine langsame Erhöhung des Kühlmittelflusses eine Kühlmitteltemperaturschwankung bedeutend reduziert werden.
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Mit Bezug auf 3 stellt eine horizontale Achse eine Längsrichtung des zylindrischen Ventils 215 dar, und eine vertikale Achse stellt eine Drehposition (0° bis 360°) des zylindrischen Ventils 215 dar.
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In dem zylindrischen Ventil 215 sind die drei Großdurchmesser-Kühlmittelpassagen 220 derart angeordnet, dass sie in vorbestimmten Abständen in der Längsrichtung des zylindrischen Ventils 215 mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Verbindungsrohr 172, 152 und 142 korrespondieren, und die Kleindurchmesser-Kühlmittelpassagen 225 sind derart ausgebildet, dass sie in der Drehrichtung des zylindrischen Ventils 215 mit den jeweiligen Großdurchmesser-Kühlmittelpassagen 220 korrespondieren.
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Ein vorbestimmter Abstand G ist zwischen der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220 und der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage 225 ausgebildet, die Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220 hat eine vorbestimmte Breite W, und die Breite der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage 225 ist kleiner als die Breite der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220. Außerdem ist eine Fläche der Kleindurchmesser-Kühlmittelpassage 225 kleiner als eine Fläche der Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220.
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Mit Bezug auf 4 weist das Kühlmittelsteuerventil 130 den Motor 200, das Antriebsrad 205, das Abtriebsrad 210, eine Drehwelle 500, das Dichtungselement 324, ein elastisches Element 326, den EGR-Kühler 150, den Heizkörper 160, den Ölkühler 140, den Zylinderkopf 100, die Großdurchmesser-Kühlmittelpassage 220, das zylindrische Ventil 215, den Kühler 170 und das Ventilgehäuse 302 auf.
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Die Drehwelle 500 ist in einem Drehzentrum des zylindrischen Ventils 215 angeordnet, das Abtriebsrad 210 ist an dem einen Ende der Drehwelle 500 angeordnet und umschreibt das Antriebsrad 205, der Motor 200 ist angeordnet, um das Antriebsrad 205 zu drehen, und die Drehwelle 500 und das zylindrische Ventil 215 drehen sich zusammen.
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Das andere Ende des Ventilgehäuses 302 ist mit dem Zylinderkopf 100 verbunden, um das Kühlmittel aufzunehmen, und das zugeführte Kühlmittel fließt in das zylindrische Ventil 215.
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Das fließende Kühlmittel wird über die in dem zylindrischen Ventil 215 ausgebildeten Großdurchmesser-Kühlmittelpassagen 220 an die Verbindungsrohre übertragen.
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Das Dichtungselement 324 ist an dem Außenumfang des zylindrischen Ventils 215 angeordnet und verhindert durch Bildung einer Dichtungsstruktur zwischen dem jeweiligen Verbindungsrohr und dem Außenumfang des zylindrischen Ventils 215, dass das durch die Großdurchmesser-Kühlmittelpassagen 220 hindurchtretende Kühlmittel zwischen dem zylindrischen Ventil 215 und dem Ventilgehäuse 302 leckt.
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Das elastische Element 326 stützt das Dichtungselement 324 an der Außenseite des zylindrischen Ventils 215 elastisch ab, um das Dichtungsvermögen zwischen dem Dichtungselement 324 und dem zylindrischen Ventil 215 zu verbessern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2015-0082869 [0001]
