DE102016104023B4

DE102016104023B4 - Abgasrückführungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016104023B4
Application number: DE102016104023.1A
Authority: DE
Inventors: Koji Hashimoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2036-03-08
Also published as: US20160281651A1; JP6464860B2; DE102016104023A1; US9926893B2; JP2016180339A

Abstract

Abgasrückführungsvorrichtung, aufweisend:ein Gehäuse (6), das eine innere Wand beinhaltet, die eine Einlassleitung (1) definiert, durch die sich eine Ansaugluft bewegt, sowie eine Auslassöffnung (α) für ein AGR-Gas, die in der inneren Wand angeordnet ist;ein Drosselventil (4), das in der Einlassleitung (1) positioniert ist und einen Negativdruck an der Auslassöffnung (α) erzeugt, undeine Saugluft-Leitvorrichtung (10), die in dem Gehäuse (6) angeordnet ist und die Ansaugluft, die zwischen dem Drosselventil (4) und der inneren Wand des Gehäuses (6) passiert hat, in Richtung auf einem Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung (1) leitet, wobeizumindest ein Teil der Saugluft-Leitvorrichtung (10) auf einer, bezogen auf die Auslassöffnung (α), stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft positioniert ist; wobeidie innere Wand des Gehäuses (6) ferner eine AGR-leitung (2) zum Rückführen des AGR-Gases zu der Einlassleitung (1) durch die Auslassöffnung (α) definiert;das Gehäuse (6) eine Gasleitvorrichtung (20) beinhaltet, die das AGR-Gas, das in die Einlassleitung (1) durch die Auslassöffnung (α) strömt, in Richtung einer stromabwärtigen Richtung der Ansaugluft leitet;die Gasleitvorrichtung (20) in der AGR-Leitung (2) angeordnet ist; unddie Saugluft-Leitvorrichtung (10) in der Einlassleitung (1) angeordnet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Abgasrückführungsvorrichtung (AGR-Vorrichtung), die ein Drosselventil, das einen Negativdruck an einer Auslassöffnung eines AGR-Gases in einer Einlassleitung erzeugt, an einer Verbindungsstelle, wo die Einlassleitung und eine AGR-Leitung zusammengefügt sind, beinhaltet.
HINTERGRUND
Als ein Beispiel für eine AGR-Vorrichtung, die in einer Patentschrift 1 ( JP 2013 - 096 286 B2 , US 2013- 0 104 859 A1 ) offenbart ist, ist die AGR-Vorrichtung bekannt, die ein Drosselventil beinhaltet, das einen Negativdruck an einer Auslassöffnung eines AGR-Gases erzeugt. Die AGR-Vorrichtung, die in der Patentschrift 1 offenbart ist, beinhaltet ein AGR-Anpassungsventil und ein Drosselventil in einem Gehäuse, das darin eine Einlassleitung und eine AGR-Leitung definiert.
Das AGR-Anpassungsventil und das Drosselventil gemäß der Patentschrift 1 sind miteinander verbunden, und eine Ventileinheit, die das AGR-Anpassungsventil und das Drosselventil beinhaltet, ist in ihren Abmessungen derart verkleinert worden, dass sie einer Anforderung an die Montierbarkeit in einem Fahrzeug, einer mechanischen Einschränkung in Bezug auf z. B. eine Verbindungsvorrichtung und einer Anforderung an geringe Herstellungskosten entspricht. Dementsprechend ist ein Abstand zwischen dem Drosselventil und einer Auslassöffnung einer AGR-Leitung kurz. Wenn folglich das AGR-Gas in die Einlassleitung durch die Auslassöffnung strömt, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das Drosselventil dem AGR-Gas ausgesetzt ist.
Wenn das Drosselventil, das durch eine Ansaugluft gekühlt wird, dem AGR-Gas ausgesetzt ist, das eine hohe Temperatur aufweist und Wasserdampf enthält (z. B. durch Verbrennung erzeugte Feuchtigkeit), kühlt das AGR-Gas rasch ab, und somit bleibt die in dem AGR-Gas enthaltene Feuchtigkeit an dem Drosselventil als Kondenswasser liegen.
Das Kondenswasser, das an dem Drosselventil kondensiert, wird zusammen mit einer Ansaugluftströmung stromabwärts der Ansaugluft befördert. Wenn jedoch ein Saugluftkompressor eines Turboladers in der Einlassleitung angeordnet ist, der sich in Bezug auf das Drosselventil stromabwärts von der Ansaugluft befindet, wird das Kondenswasser in den Saugluftkompressor gesogen, und somit kann das Kondenswasser mit einer Kompressorschaufel kollidieren. Wenn die Kollision des Kondenswassers mit der Kompressorschaufel über eine lange Zeit wiederholt wird, kann die Kompressorschaufel teilweise korrodieren und erodieren.
Selbst wenn der Saugluftkompressor nicht stromabwärts von der Ansaugluft in Bezug auf das Drosselventil angeordnet ist, strömt außerdem das an dem Drosselventil liegengebliebene Kondenswasser, und somit kann sich eine Dichtung, die aus Gummi besteht und in der Einlassleitung angeordnet ist, durch das Kondenswasser W ohne Weiteres verschlechtern. Um ein Beispiel zu nennen, kann das an dem Drosselventil liegengebliebene Kondenswasser in ein Welleneinfügeloch, entlang einer Welle, die das Drosselventil antreibt, eindringen. Die aus Gummi bestehende Dichtung, die einen Spalt ausfüllt, ist zwischen dem Gehäuse und der Welle angeordnet. Daher kann das die Dichtung über lange Zeit berührende Kondenswasser bewirken, dass die Dichtung sich verschlechtert, und es somit zu einem Luftaustritt kommt.
DE 10 2015 105 636 A1 offenbart einen Ventilapparat. Wenn sich demgemäß ein Ventilkörper eines Ansaugdrosselventils in einem völlig geschlossenen Zustand befindet, ist der Ventilkörper relativ zu einer Flussrichtung eines Ventildurchgangs winkelförmig ausgerichtet. Eine innere Abmessung einer Einlassleitung wird festgelegt, um größer als eine innere Abmessung des Ventildurchgangs zu sein. Eine geneigte Oberfläche wird auf einer inneren Oberfläche von einem stromaufwärts gelegenen Ende des Ventildurchgangs bereitgestellt, um einen Druckverlust zu unterdrücken, der aufgrund einer Stufe erzeugt wird, und die geneigte Oberfläche hat einen Durchmesser, der in Richtung des stromaufwärts gelegenen Endes des Ventildurchgangs zunimmt. Jedoch wird die geneigte Oberfläche nicht in einem stromaufwärts gelegenen Ende blockierten Bereich bereitgestellt, der durch ein stromaufwärts gelegenes Ventilende a blockiert wird, das ein stromaufwärts gelegenes Ende des Ventilkörpers ist. Da die geneigte Oberfläche nicht in dem stromaufwärts gelegenen Ende blockierten Bereich bereitgestellt wird, kann der Ventilkörper das Ansaugdrosselventil sicher abdichten, das sich in dem völlig geschlossenen Zustand befindet, selbst wenn eine Längenabmessung des Ventildurchgangs in einem Fall gekürzt wird, bei dem sich das Einlassdrosselventil in dem völlig geschlossenen Zustand befindet. Da die geneigte Oberfläche auf einem Umfang der inneren Oberfläche von dem stromaufwärts gelegenen Ende des Ventildurchgangs bereitgestellt wird, mit Ausnahme des stromaufwärts gelegenen Ende blockierten Bereichs, kann der Druckverlust, der aufgrund der Stufe erzeugt wird, durch die geneigte Oberfläche unterdrückt werden. Folglich kann das Ansaugdrosselventil unter Verwendung der geneigten Oberfläche eine Reduzierung des Druckverlusts erreichen, und es kann ein Verkürzen des Ventildurchgangs erreichen.
JP 2006 - 200 475 A offenbart ein Ansaugsystem für einen Motor. Dieses soll so vorgesehen sein, dass das Ausspucken von Gas zum Mischen, z. B. von AGR-Gas, in eine Ansaugluftleitung, auch auf engstem Raum verhindern kann. Die Ansaugluft wird in eine Einlasskammer von einer Auslassöffnung einer Ansaugluftleitung abgegeben, AGR-Gas wird in die Einlasskammer von einer Auslassöffnung einer AGR-Leitung abgegeben und Gas kollidiert mit einer Wandfläche zur Diffusion und das Gas verteilt sich. Das diffundierte AGR-Gas wird vorübergehend in einem Auffangraum aufgefangen und von einer Leiteinrichtung abgefangen, um das Auftreten von Spucken und das Spucken in die Ansaugluftleitung zu verhindern. Das AGR-Gas wird gleichmäßig gemischt und strömt in einen Serge-Tank durch ein Paar von Kommunikationslöchern.
Die DE 10 2012 101 851 A1 offenbart eine Abgaseinleitvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasrückführkanal, einem Luftansaugkanal, in welchen der Abgasrückführkanal mündet und einem Strömungsleitelement, welches an einem Ende des Abgasrückführkanals im Abgasrückführkanal angeordnet ist. Eine Mengenregelung eines turbulenzbehafteten Abgasstroms ist nicht bekannt. Es wird daher vorgeschlagen, dass an einer Mündung am Ende des Abgasrückführkanals, in dem das Strömungsleitelement angeordnet ist, ein Ventilsitz ausgebildet ist, der einen Ausströmquerschnitt des Abgasrückführkanals begrenzt, der über einen Regelkörper eines Abgasrückführventils geregelt ist.
DE 10 2013 200 225 A1 offenbart eine Verbindungsvorrichtung. Diese umfasst eine Kurvenscheibe, einen Hebel und ein Aufnahmeelement. Die Kurvenscheibe hat eine Kurvennut. Der Hebel hat eine in Eingriff mit der Kurvennut stehende Rolle und einen Stift, der durch eine Mitte der Rolle eingeführt ist, so dass die Rolle auf dem Stift drehbar abgestützt ist. Das Aufnahmeelement nimmt die Kurvenscheibe und den Hebel auf. Das Aufnahmeelement und der Stift haben dazwischen einen Abstand „A“. Die Rolle hat eine Dicke „B“ entlang einer Axialrichtung des Stifts. Der Wert des Abstands „A“ ist kleiner als der Wert der Dicke „B“.
DE 198 12 089 C1 offenbart ein Ansaugsystem einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung. Bei diesem Ansaugsystem für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit Abgas-Rückführung ist in der Ansaugleitung eine Drosselklappe und stromab derselben die Mündung einer AGR-Leitung angeordnet. Um eine gleichmäßige Vermischung des rückgeführten Abgases mit der Ladung über den ganzen Betriebsbereich zu erreichen, ist die Drosselklappe sowie eine die Drosselklappe durchsetzende, rechtwinklig zu ihr stehende Platte mit Löchern versehen, die im Bereich der Mündung der AGRLeitung in der Ansaugleitung eine starke Turbulenz erzeugen.
KURZFASSUNG
Es ist eine der vorliegenden Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe, eine AGR-Vorrichtung zu schaffen, die verhindert, dass ein AGR-Gas zu einem Drosselventil strömt und die das Probleme aufgrund eines Entstehens von Kondenswasser auf dem Drosselventil verhindern kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Abgasrückführungsvorrichtung ein Gehäuse, das eine innere Wand beinhaltet, die eine Einlassleitung definiert, durch die eine Ansaugluft gelangt. Das Gehäuse beinhaltet eine Auslassöffnung eines AGR-Gases, die in der inneren Wand angeordnet ist, und ein Drosselventil, das in der Einlassleitung positioniert ist und einen Negativdruck an der Auslassöffnung erzeugt. Das Gehäuse beinhaltet eine Saugluft-Leitvorrichtung, die in dem Gehäuse angeordnet ist und die Ansaugluft, die sich zwischen dem Drosselventil und der inneren Wand des Gehäuses bewegt hat, in Richtung auf einen Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung leitet. Zumindest ein Teil der Saugluft-Leitvorrichtung ist auf einer stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft in Bezug auf die Auslassöffnung positioniert. Dementsprechend bedeckt eine Strömung der Ansaugluft, die in Richtung auf den Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung durch die Saugluft-Leitvorrichtung geleitet worden ist, eine stromabwärtige Oberfläche des Drosselventils. Da die stromabwärtige Oberfläche des Drosselventils mit der Strömung der Ansaugluft bedeckt wird, strömt das AGR-Gas, das eine hohe Temperatur aufweist und viel Wasserdampf enthält, unter Schwierigkeiten zu dem Drosselventil, nachdem es durch die Ansaugluft abgekühlt worden ist, und somit kann ein Entstehen von Kondenswasser auf dem Drosselventil eingeschränkt werden.
Figurenliste
Die Offenbarung wird zusammen mit weiteren Aspekten, Merkmalen und Vorteilen derselben unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung, die angehängten Ansprüche und die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein schematisches Diagramm, das eine Ventileinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
2 ein schematisches Diagramm, das eine Ventileinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
3 ein schematisches Diagramm, das eine Ventileinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
4 ein schematisches Diagramm, das eine Ventileinheit gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
5 ein schematisches Diagramm, das eine Ventileinheit gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
6A ein schematisches Diagramm, das eine Ventileinheit gemäß einem Vergleichsbeispiel für die vorliegende Offenbarung darstellt; und
6B ein schematisches Diagramm, das die Ventileinheit gemäß dem Vergleichsbeispiel darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Alle Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In den Ausführungsformen kann einem Teil, das einem Sachverhält entspricht, der in einer vorhergehenden Ausführungsform beschrieben worden ist, das gleiche Bezugszeichen zugewiesen sein, wobei auf eine wiederholte Beschreibung des Teils verzichtet wird. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration in einer Ausführungsform beschrieben wird, kann für die anderen Teile der Konfiguration die Beschreibung einer anderen vorhergehenden Ausführungsform gelten. Die Teile sind kombinierbar, selbst wenn nicht ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass die Teile kombinierbar sind. Die Ausführungsformen können teilweise miteinander kombiniert werden, selbst wenn ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass die Kombination ungefährlich ist.
Beispiele (Ausführungsformen) für eine AGR-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen sind nur Beispiele, und natürlich muss nicht erwähnt werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In der ersten Ausführungsform wird die vorliegende Offenbarung typischerweise für eine Niederdruck-AGR-Vorrichtung verwendet, die in einem Einlass- und Abgassystem einer Maschine für ein sich fortbewegendes Fahrzeug installiert ist.
Die Niederdruck-AGR-Vorrichtung ist ein Beispiel für eine AGR-Rückführungsvorrichtung, die ein Inneres (z. B. einen Niederdruckbereich eines Abgases) von einer Abgasleitung, die stromabwärts von dem Abgas in Bezug auf den Katalysator oder einen DPF angeordnet ist, mit einem Inneren (z. B. einen niedrigen Negativdruckbereich von einem Einlassgas) von einer Einlassleitung 1 verbindet. Die Einlassleitung 1 ist stromaufwärts von der Ansaugluft in Bezug auf einen Saugluftkompressor eines Turboladers angeordnet. Die Niederdruck-AGR-Vorrichtung führt einen Teil des Abgases von einer Maschine als ein AGR-Gas an eine Ansaugluftseite der Maschine zurück.
Die Niederdruck-AGR-Vorrichtung beinhaltet eine AGR-Leitung 2 zum Rückführen eines Teils des Abgases als das AGR-Gas zu der Einlassleitung 1. Die AGR-Leitung 2 beinhaltet eine Niederdruck-AGR-Kühleinrichtung, die das AGR-Gas kühlt, das an die Ansaugluftseite zurückgeführt werden soll, sowie ein AGR-Anpassungsventil 3, das eine Strömungsrate des AGR-Gases durch Anpassen eines Öffnungsgrades der AGR-Leitung 2 anpasst.
Die Niederdruck-AGR-Vorrichtung führt das AGR-Gas in den Niederdruckbereich des Abgases einem Erzeugungsbereich eines niedrigen Negativdrucks des Ansauggases zu. Somit ist die Niederdruck-AGR-Vorrichtung zur Rückführung einer kleinen Menge des AGR-Gases zu der Maschine geeignet. Selbst in einem Betriebsbereich, in dem eine große Menge des AGR-Gases unter Verwendung der Niederdruck-AGR-Vorrichtung an die Maschine rückgeführt werden soll, ist die Rückführung einer großen Menge des AGR-Gases an die Maschine durch die Niederdruck-AGR-Vorrichtung, die zum Rückführen des AGR-Gases zu dem Erzeugungsbereich eines niedrigen Negativdrucks der Ansaugluft konfiguriert ist, schwierig.
Daher beinhaltet die Niederdruck-AGR-Vorrichtung ein Drosselventil (Einlassdrosselventil) 4, das einen negativen Einlassdruck an einem Bereich der Einlassleitung 1 erzeugt, an den das AGR-Gas rückgeführt wird. Wenn die Niederdruck-AGR-Vorrichtung eine große Menge des AGR-Gases rückführen muss, wird das Drosselventil 4 so gesteuert, dass es die Einlassleitung 1 drosselt und somit eine große Menge des AGR-Gases in die Einlassleitung 1 einführt.
Das Drosselventil 4 erzeugt den negativen Einlassdruck an einer Verbindungsstelle, wo die Einlassleitung 1 und die AGR-Leitung 2 zusammenlaufen. Selbst wenn die Einlassleitung 1 sich in einem Zustand (kleinster Öffnungswinkel) befindet, wo die Einlassleitung 1 durch das Drosselventil 4 maximal gedrosselt wird, wird ein Spalt mit einer vorbestimmten geringen Größe zwischen dem Drosselventil 4 und einer inneren Wand des Gehäuses 6, die die Einlassleitung 1 definiert, eingestellt. Daher ermöglicht ein Spalt, dass ein Teil der Einlassleitung 1 offen bleibt. Insbesondere ist das Drosselventil 4 so angeordnet, dass es die Einlassleitung 1 bei ungefähr 10 Prozent öffnet, z. B. wenn das Drosselventil 4 an einer maximalen Drosselposition angeordnet ist.
Sowohl das AGR-Anpassungsventil 3 als auch das Drosselventil 4 sind in einer Ventileinheit 5 angeordnet. Die Ventileinheit 5 beinhaltet: ein Gehäuse 6, das einen Teil der Einlassleitung 1 und einen stromabwärtigen Abschnitt der AGR-Leitung 2 definiert; das AGR-Anpassungsventil 3, das im Inneren der AGR-Leitung 2 des Gehäuses 6 positioniert ist; das Drosselventil 4, das im Inneren der Einlassleitung 1 des Gehäuses 6 positioniert ist, ein elektrisches Stellglied zum Öffnen und Schließen des AGR-Anpassungsventils 3; und eine Verbindungsvorrichtung, die Ausgangskennlinien des elektrischen Stellglieds umwandelt und das Drosselventil 4 antreibt.
Das Gehäuse 6 besteht aus einem Metall, wie z. B. Aluminium oder Harz, das eine überlegene Wärmebeständigkeit aufweist. Die innere Wand des Gehäuses 6 definiert eine Auslassöffnung α für das AGR-Gas, die ein stromabwärtiges Ende der AGR-Leitung 2 ist. Das AGR-Anpassungsventil 3 ist eine Absperrklappe, die sich in der AGR-Leitung 2 zusammen mit einer Welle 3a, die durch das Gehäuse 6 drehbar gelagert wird, dreht. Das Drosselventil 4 ist eine Absperrklappe, die sich in der Einlassleitung 1 mit einer Welle 4a, die durch das Gehäuse 6 drehbar gelagert wird, dreht.
Das elektrische Stellglied ist ein bekanntes Stellglied, in dem ein Elektromotor (z. B. ein Gleichstrommotor), ein Vorgelege und eine Rückstellfeder kombiniert sind. Der Elektromotor erzeugt eine Rotationsabgabe infolge einer Erregung. Das Vorgelege reduziert eine Drehzahl des Elektromotors und verstärkt ein Ausgangsdrehmoment. Die Rückstellfeder drängt das AGR-Anpassungsventil 3 durch die Welle 3a, so dass das AGR-Anpassungsventil 3 geschlossen wird. Die Verbindungsvorrichtung beinhaltet einen Kennlinien-Umwandlungsabschnitt (z. B. eine Nockennut), der die Ausgangskennlinien des elektrischen Stellglieds umwandelt und auf das Drosselventil 4 überträgt. Wenn ein Öffnungswinkel des AGR-Anpassungsventils (Niederdruck-AGR-Anpassungsventil) 3 höher ist als ein vorbestimmter Winkel, reduziert die Verbindungsvorrichtung einen Öffnungswinkel des Drosselventils 4 entsprechend einer Vergrößerung des Öffnungswinkels des AGR-Anpassungsventils 3.
Die Ventileinheit 5 beinhaltet eine Rückstellfeder, die in dem elektrischen Stellglied beinhaltet ist, und eine Rückstellfeder, die das AGR-Anpassungsventil 3 in eine vollständige Schließposition zurückstellt, wo die AGR-Leitung 2 vollständig geschlossen ist. Die Ventileinheit 5 beinhaltet eine Anschlagvorrichtung, die bewirkt, dass das Drosselventil 4 an der maximalen Öffnungsposition gestoppt wird. Wenn somit das elektrische Stellglied (Elektromotor) nicht erregt wird, wird das AGR-Anpassungsventil 3 zu der Position zurückgeführt, wo die AGR-Leitung 2 vollständig geschlossen ist, und das Drosselventil 4 wird an eine Position zurückgeführt, wo die Einlassleitung 1 vollständig geöffnet ist.
Die Ventileinheit 5 ist in ihren Abmessungen derart verkleinert worden, dass sie einer Anforderung an die Montierbarkeit in einem Fahrzeug, einer mechanischen Einschränkung in Bezug auf die Verbindungsvorrichtung oder dergleichen und einer Anforderung an geringe Herstellungskosten entspricht. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Drosselventil 4 benachbart zu der Auslassöffnung α, und ein Abstand zwischen dem Drosselventil 4 und der Auslassöffnung α der AGR-Leitung 2 ist kurz. In einem in 6A und 6B gezeigten Vergleichsbeispiel strömt somit das AGR-Gas wahrscheinlich zu dem Drosselventil 4 und berührt dieses, wenn das AGR-Gas in die Einlassleitung 1 von der AGR-Leitung 2 durch die Auslassöffnung α strömt.
Weil die Einlassleitung 1 Luft (Frischluft) aus einer Atmosphäre in eine Maschine einführt, wird das Drosselventil 4 durch die Ansaugluft (Frischluft) gekühlt. Das AGR-Gas ist ein Abgas, das eine hohe Temperatur aufweist und Wasserdampf enthält, der durch Verbrennung erzeugt wird. Wenn somit das eine hohe Temperatur aufweisende AGR-Gas, das Wasserdampf enthält, zu dem Drosselventil 4 strömt, das durch die Ansaugluft gekühlt worden ist, kühlt das AGR-Gas, das zu dem Drosselventil 4 strömt, rasch ab, und somit bleibt der in dem AGR-Gas enthaltene Wasserdampf an dem Drosselventil 4 als ein Kondenswasser W liegen.
Wenn das Kondenswasser W, das an dem Drosselventil 4 liegen geblieben ist und sich vermehrt hat, auf eine stromabwärtige Seite der Ansaugluft zusammen mit einer Strömung der Ansaugluft befördert wird und in einen Ansaugluft-Kompressor gezogen wird, kann das Kondenswasser eine Kompressorschaufel F berühren und mit dieser kollidieren. Wenn die Kompressorschaufel F über eine lange Zeit gebraucht wird, kann dementsprechend die Kompressorschaufel F teilweise korrodieren und erodieren, wie in 6B gezeigt ist.
Selbst wenn der Saugluftkompressor nicht stromabwärts von der Ansaugluft bezogen auf das Drosselventil 4 angeordnet ist, strömt das Kondenswasser W, das an dem Drosselventil 4 liegengeblieben ist, und somit kann sich eine Dichtung, die aus Gummi besteht und in der Einlassleitung 1 angeordnet ist, durch das Kondenswasser W ohne Weiteres verschlechtern. Um ein Beispiel zu nennen, kann das Kondenswasser W, das an dem Drosselventil 4 liegengeblieben ist, in ein Welleneinfügeloch entlang einer Welle 4a eindringen, die das Drosselventil 4 antreibt. Die Dichtung, die aus Gummi besteht und einen Spalt ausfüllt, ist zwischen dem Gehäuse 6 und der Welle 4a angeordnet. Somit kann das Kondenswasser W, das die Dichtung über eine lange Zeit berührt hat, bewirken, dass sich die Dichtung verschlechtert, und es kann somit zu einem Luftaustritt kommen.
Demgegenüber ist in der ersten Ausführungsform eine Saugluft-Leitvorrichtung (Saugluft-Ablenkvorrichtung) 10 in dem Gehäuse 6 angeordnet, so dass ein Teil der Saugluft-Leitvorrichtung 10 auf einer stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft in Bezug auf die Auslassöffnung α angeordnet ist. Die Saugluft-Leitvorrichtung 10 weist eine ringförmige Form auf, die sich entlang einer inneren Umfangswand des Gehäuses 6 erstreckt, das die Einlassleitung 1 definiert. Die Saugluft-Leitvorrichtung 10 leitet die Ansaugluft (lenkt die Ansaugluft), die zwischen dem Drosselventil 4 und der inneren Wand des Gehäuses 6 passiert hat, in Richtung auf einen Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung 1. Zumindest ein Teil der Saugluft-Leitvorrichtung 10 ist auf einer inneren Wand des Gehäuses 6 positioniert, die sich auf der stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft bezogen auf die Auslassöffnung α und auf einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluft bezogen auf das Drosselventil 4 befindet. Die gesamte Saugluft-Leitvorrichtung 10 kann sich auf einer stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft bezogen auf die Auslassöffnung α und auf der stromabwärtigen Seite der Ansaugluft bezogen auf das Drosselventil 4 befinden. Die Saugluft-Leitvorrichtung 10 leitet die Ansaugluft, die an dem Drosselventil 4 passiert hat, in Richtung auf einen Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung 1. Die Saugluft-Führungsvorrichtung 10 ist ein vorstehender Abschnitt, der in Richtung auf den Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung 1 von einer inneren Wandoberfläche von einem Teil des Gehäuses 6 vorsteht, das die Einlassleitung 1 definiert. Wenn die Einlassleitung 1 von der stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft betrachtet wird, ist die Saugluft-Leitvorrichtung 10 zumindest innerhalb eines Bereichs angeordnet, in dem die Auslassöffnung α positioniert ist.
Insbesondere die Saugluft-Leitvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine ringförmige Form entlang einer inneren Umfangswand des Gehäuses 6 auf, das die Einlassleitung 1 definiert. Die gesamte Ansaugluft, die zwischen dem Drosselventil 4 und der inneren Wand des Gehäuses 6 passiert hat, wird in Richtung auf einen Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung 1 geleitet.
Die Saugluft-Leitvorrichtung 10 kann an dem Gehäuse 6 angebracht werden, wenn sie separat von dem Gehäuse 6 ausgebildet worden ist. Das Gehäuse 6 und die Saugluft-Leitvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform können als eine einzelne Komponente bereitgestellt sein. Eine Form eines Querschnitts der Saugluft-Leitvorrichtung 10 unterliegt keinen Einschränkungen, solange die Saugluft-Leitvorrichtung 10 eine Strömung der Ansaugluft verändern kann, die entlang der inneren Wand des Gehäuses 6 in Richtung auf den Bereich der Achsmitte der Einlassleitung 1 strömt. Zieht man zur Erleichterung des Verständnisses ein Beispiel heran, besteht die Form des Querschnitts der Saugluft-Leitvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform z. B. aus einem Rechteck, wie in 1 gezeigt ist.
(Effekt 1 gemäß der ersten Ausführungsform).
Die Niederdruck-AGR-Vorrichtung beinhaltet die Saugluft-Leitvorrichtung 10 auf der inneren Wandoberfläche des Gehäuses 6. Ein Teil der Saugluft-Leitvorrichtung 10 ist benachbart zu der Auslassöffnung α zwischen einer Stelle auf der stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft in Bezug auf die Auslassöffnung α und einer Stelle auf der stromabwärtigen Seite der Ansaugluft in Bezug auf das Drosselventil 4. Die Saugluft-Leitvorrichtung 10 leitet die Ansaugluft, die an einem Bereich um das Drosselventil 4 herum passiert hat, in Richtung auf einen Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung 1. Die Ansaugluft, die zwischen dem Drosselventil 4 und der inneren Wand des Gehäuses 6 passiert hat, wird in Richtung auf den Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung 1 durch die Saugluft-Leitvorrichtung 10 geleitet, wie durch die Pfeile X in 1 gezeigt ist. Folglich wendet sich die Ansaugluft in Richtung auf eine stromabwärtige Oberfläche des Drosselventils 4, das eine Oberfläche des Drosselventils 4 auf der stromabwärtigen Seite der Ansaugluft ist, und die stromabwärtige Oberfläche wird mit der Ansaugluft bedeckt. Dementsprechend wird es unwahrscheinlich, dass ein AGR-Gas, das in die Einlassleitung 1 durch die Auslassöffnung α strömt, das Drosselventil 4 berührt, wie durch einen Pfeil Y in 1 gezeigt ist. Das AGR-Gas wird nicht in einem Stagnationsabschnitt strömen, der auf der stromabwärtigen Seite der Ansaugluft bezogen auf das Drosselventil 4 entstanden ist, und es ist unwahrscheinlich, dass das AGR-Gas das Drosselventil 4 berührt.
Weil das AGR-Gas, das eine hohe Temperatur aufweist und viel Wasserdampf enthält, das Drosselventil 4, das durch die Ansaugluft gekühlt wird, wahrscheinlich nicht berührt, kann die Entstehung von einem Kondenswasser auf dem Drosselventil 4 eingeschränkt werden. Dementsprechend kann eine Kollision des Kondenswassers mit der Kompressorschaufel F, nachdem das Kondenswasser in den Saugluft-Kompressor gezogen worden ist, eingeschränkt werden. Selbst wenn somit die Kompressorschaufel F über eine lange Zeit gebraucht wird, kann eine durch das Kondenswasser verursachte Korrosion und Erosion der Kompressorschaufel F verhindert werden, und somit kann sich eine Langzeit-Betriebssicherheit eines Turboladers erhöhen (Bezugszeichen sind 6 zu entnehmen).
Weil die Entstehung des Kondenswassers auf dem Drosselventil 4 eingeschränkt werden kann, kann außerdem eine Verschlechterung der Dichtung, die aus Gummi besteht und in der Einlassleitung 1 angeordnet ist, und die durch eine Berührung des von dem Drosselventil 4 strömenden Kondenswassers verursacht wird, eingeschränkt werden. Insbesondere kann ein Eintreten des Kondenswassers in das Welleneinfügeloch durch die Welle 4a des Drosselventils 4 eingeschränkt werden. Dementsprechend kann eine Verschlechterung der Dichtung, die aus Gummi besteht und einen Spalt zwischen der Welle 4a des Drosselventils 4 und dem Gehäuse 6 abgedichtet, aufgrund der Berührung des Kondenswassers über einen langen Zeitraum hinweg eingeschränkt werden, und somit kann ein Luftaustritt, der mit der Verschlechterung der Dichtung einhergeht, eingeschränkt werden. Somit kann sich eine Langzeit-Betriebssicherheit der die Ventileinheit 5 beinhaltenden Niederdruck-AGR-Vorrichtung erhöhen.
(Effekt 2 gemäß der ersten Ausführungsform)
Wie vorstehend beschrieben, weist die Saugluft-Leitvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform eine ringförmige Form entlang der inneren Umfangswand des Gehäuses 6 auf. Dementsprechend kann eine Strömung der Ansaugluft, die zwischen dem Drosselventil 4 und der inneren Wand des Gehäuses 6 passiert hat, um einen mittleren Bereich der stromabwärtigen Oberfläche des Drosselventils 4 ansammeln. Die Strömung der Ansaugluft kann so angesammelt werden wie eine Öffnung eines Kordelzugbeutels geschlossen wird. Somit kann eine Strecke, über die sich das AGR-Gas der stromabwärtigen Oberfläche des Drosselventils 4 annähert, abgeblockt werden, und das AGR-Gas kann nur unter Schwierigkeiten zu dem Drosselventil 4 strömen und dieses berühren. Die ringförmige Form der Saugluft-Leitvorrichtung 10 entlang der inneren Umfangswand des Gehäuses 6 kann bewirken, dass das AGR-Gas von dem Drosselventil 4 getrennt strömt, und somit kann die Entstehung von Kondenswasser auf dem Drosselventil 4 effektiver eingeschränkt werden.
(Effekt 3 gemäß erster Ausführungsform).
Das Gehäuse 6 der ersten Ausführungsform beinhaltet eine Gasleitvorrichtung (Gasablenkvorrichtung) 20, die das AGR-Gas, das in die Einlassleitung 1 von der AGR-Leitung 2 durch die Auslassöffnung α strömt, in eine stromabwärtige Richtung der Ansaugluft leitet (ablenkt). Die Gasleitvorrichtung 20 ist auf einer stromaufwärtigen Seite der Auslassöffnung α angeordnet und weist die Form eines Vorsprungs auf, der von der stromaufwärtigen Seite in eine stromabwärtige Richtung der Ansaugluft vorsteht. Die Gasleitvorrichtung 20 kann an dem Gehäuse 6 angebracht werden, wenn sie separat von dem Gehäuse 6 ausgebildet worden ist. Das Gehäuse 6 und die Gasleitvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind als Einzelkomponente mit der Saugluft-Leitvorrichtung 10 bereitgestellt.
Die Gasleitvorrichtung 20, die auf der Auslassöffnung α positioniert ist, die ein Auslassende der AGR-Leitung 2 ist, kann die Strömung des AGR-Gases, das in die Einlassleitung 1 durch die Auslassleitung α strömt, aktiv in Richtung auf die stromabwärtige Seite der Ansaugluft leiten. Dementsprechend wird es unwahrscheinlich, dass das AGR-Gas das Drosselventil 4 berührt, und die Entstehung des Kondenswassers auf dem Drosselventil 4 kann effektiver eingeschränkt werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Saugluft-Leitvorrichtung 10 und die Gasleitvorrichtung 20 verwendet. Dementsprechend wird es unwahrscheinlicher, dass das AGR-Gas das Drosselventil 4 berührt, und die Entstehung des Kondenswassers auf dem Drosselventil 4 kann effektiver eingeschränkt werden.
Insbesondere wenn in der ersten Ausführungsform sowohl die Saugluft-Leitvorrichtung 10 als auch die Gasleitvorrichtung 20 verwendet werden, kann eine Temperatur von einer Oberfläche des Drosselventils 4 um 45,7 °C im Vergleich zu einem Fall reduziert werden, in dem weder die Saugluft-Leitvorrichtung 10 noch die Gasleitvorrichtung 20 verwendet werden. Weil verhindert wird, dass das AGR-Gas zu dem Drosselventil 4 strömt, nimmt die Temperatur des Drosselventils 4 ab. Dementsprechend kann die Entstehung des Kondenswassers auf dem Drosselventil 4 eingeschränkt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. In allen nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform auf die gleichen Elemente mit identischer Funktion. In der zweiten Ausführungsform ist eine stromaufwärtige Oberfläche von einer Saugluft-Leitvorrichtung 10 näherungsweise parallel zu einer Oberfläche eines Drosselventils 4, wenn das Drosselventil 4 eine Einlassleitung 1 maximal drosselt. Die stromaufwärtige Oberfläche der Saugluft-Leitvorrichtung 10 leitet eine Ansaugluft, die entlang einer inneren Umfangswand des Gehäuses 6 strömt, das die Einlassleitung 1 definiert.
Durch Bereitstellen der stromaufwärtigen Oberfläche der Saugluft-Leitvorrichtung 10 derart, dass sie mit der inneren Oberfläche des Gehäuses 6 geneigt ist, kann eine Strömung der Ansaugluft, die zwischen dem Drosselventil 4 und einer inneren Wand des Gehäuses 6 passiert hat, effektiver zu einem mittleren Bereich von einer stromabwärtigen Oberfläche des Drosselventils 4 geleitet werden. Dementsprechend kann eine Berührung des AGR-Gases mit dem Drosselventil 4 zuverlässiger eingeschränkt werden, und eine Entstehung von einem Kondenswasser auf dem Drosselventil 4 kann effektiver eingeschränkt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Unter Bezugnahme auf 3 wird eine dritte Ausführungsform beschrieben. In der dritten Ausführungsform ist eine stromaufwärtige Oberfläche einer Saugluft-Leitvorrichtung 10 in Richtung auf eine stromabwärtige Richtung einer Ansaugluft geneigt. Eine derartige Form der stromaufwärtigen Oberfläche der Saugluft-Leitvorrichtung 10 kann einen Druckabfall infolge der Saugluft-Leitvorrichtung 10 verringern. Eine AGR-Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform verringert den Druckabfall der Ansaugluft aufgrund der Saugluft-Leitvorrichtung 10 durch Sichern eines Effekts bei der Verhinderung eines Kontakts eines Drosselventils 4 durch das AGR-Gas.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Eine AGR-Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform beinhaltet ein Durchgangsloch 4b, oder mehrere Durchgangslöcher 4b sind in einem Drosselventil 4 angeordnet. Das Durchgangsloch 4b durchdringt ein Plattenelement des Drosselventils 4 und bildet eine Kommunikation zwischen einer stromabwärtigen Seite einer Ansaugluft und einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluft bezogen auf das Drosselventil 4. Eine Strömung (siehe Pfeile X' in 4) der Ansaugluft, die sich durch das Durchgangsloch 4b bewegt, funktioniert als eine Schutzströmung auf einer Oberfläche auf einer stromabwärtigen Seite des Drosselventils 4, und somit wird durch die Schutzströmung verhindert, dass das AGR-Gas zu dem Drosselventil 4 strömt und dieses berührt. Daher kann eine Berührung des AGR-Gases mit dem Drosselventil 4 mit erhöhter Sicherheit eingeschränkt werden, und eine Entstehung eines Kondenswassers auf dem Drosselventil 4 kann effektiver eingeschränkt werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Wenn eine Einlassleitung 1 von einer stromaufwärtigen Seite oder von einer stromabwärtigen Seite einer Ansaugluft betrachtet wird, ist eine Saugluft-Leitvorrichtung 10 gemäß der fünften Ausführungsform nur auf einer Seite, auf der eine Auslassöffnung α angeordnet ist, anstelle auf einem Gesamtumfang der Einlassleitung 1 bereitgestellt. Die Saugluft-Leitvorrichtung 10 kann nur nahe der Auslassöffnung α angeordnet sein. Wenn die Einlassleitung 1 von der stromaufwärtigen Seite oder von der stromabwärtigen Seite der Ansaugluft betrachtet wird, ist die Saugluft-Leitvorrichtung 10 nur in einem Bereich angeordnet, in dem die Auslassöffnung α angeordnet ist, oder in einem Bereich, der den Bereich beinhaltet, wo die Auslassöffnung α angeordnet ist.
Die Saugluft-Leitvorrichtung 10, die eine derartige Konfiguration aufweist, kann eine Schutzströmung zwischen einem AGR-Gas, das in die Einlassleitung 1 durch die Auslassöffnung α strömt, und einer stromabwärtigen Oberfläche eines Drosselventils 4 bereitstellen, wie durch die Pfeile X in 5 gezeigt ist. Dementsprechend kann das AGR-Gas, das zu dem Drosselventil 4 strömt, eingeschränkt werden, und eine Entstehung von einem Kondenswasser auf dem Drosselventil 4 kann eingeschränkt werden.
Obwohl die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung eingehend beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen für Fachleute offenkundig sind.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel, in dem sowohl die Saugluft-Leitvorrichtung 10 als auch die Gasleitvorrichtung 20 angeordnet sind, gezeigt, jedoch ist die AGR-Vorrichtung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die AGR-Vorrichtung kann nur die Saugluft-Leitvorrichtung 10 beinhalten. Die AGR-Vorrichtung kann sowohl die Saugluft-Leitvorrichtung 10 als auch das Durchgangsloch 4b beinhalten.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel, in dem der Saugluft-Kompressor auf der stromabwärtigen Seite der Ansaugluft bezogen auf die Ventileinheit 5 angeordnet ist, gezeigt, jedoch kann die vorliegende Offenbarung an eine AGR-Vorrichtung angepasst werden, die den Saugluft-Kompressor der stromabwärtigen Seite der Ansaugluft bezogen auf die Ventileinheit 5 nicht beinhaltet.
Weitere Vorzüge und Modifikationen sind für Fachleute ohne weiteres offenkundig. Die Vorrichtung ist daher im weiteren Sinne nicht auf die spezifischen Einzelheiten, die die Erfindung wiedergebende Vorrichtung und veranschaulichende Beispiele, die gezeigt und beschrieben worden sind, beschränkt.

Claims

Abgasrückführungsvorrichtung, aufweisend: ein Gehäuse (6), das eine innere Wand beinhaltet, die eine Einlassleitung (1) definiert, durch die sich eine Ansaugluft bewegt, sowie eine Auslassöffnung (α) für ein AGR-Gas, die in der inneren Wand angeordnet ist; ein Drosselventil (4), das in der Einlassleitung (1) positioniert ist und einen Negativdruck an der Auslassöffnung (α) erzeugt, und eine Saugluft-Leitvorrichtung (10), die in dem Gehäuse (6) angeordnet ist und die Ansaugluft, die zwischen dem Drosselventil (4) und der inneren Wand des Gehäuses (6) passiert hat, in Richtung auf einem Bereich in der Achsmitte der Einlassleitung (1) leitet, wobei zumindest ein Teil der Saugluft-Leitvorrichtung (10) auf einer, bezogen auf die Auslassöffnung (α), stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft positioniert ist; wobei die innere Wand des Gehäuses (6) ferner eine AGR-leitung (2) zum Rückführen des AGR-Gases zu der Einlassleitung (1) durch die Auslassöffnung (α) definiert; das Gehäuse (6) eine Gasleitvorrichtung (20) beinhaltet, die das AGR-Gas, das in die Einlassleitung (1) durch die Auslassöffnung (α) strömt, in Richtung einer stromabwärtigen Richtung der Ansaugluft leitet; die Gasleitvorrichtung (20) in der AGR-Leitung (2) angeordnet ist; und die Saugluft-Leitvorrichtung (10) in der Einlassleitung (1) angeordnet ist.
Abgasrückführungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Saugluft-Leitvorrichtung (10) benachbart zu der Auslassöffnung (α) zumindest in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Auslassöffnung (α) positioniert ist.
Abgasrückführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Saugluft-Leitvorrichtung (10) eine ringförmige Form aufweist, die sich entlang einer inneren Umfangswand des Gehäuses (6) erstreckt, das die Einlassleitung (1) definiert.
Abgasrückführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Drosselventil (4) zumindest ein Durchgangsloch (4b) beinhaltet, das eine Verbindung zwischen der, bezogen auf das Drosselventil (4), stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft und einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluft herstellt.