DE102017221356B4

DE102017221356B4 - Abgasrückführventil

Info

Publication number: DE102017221356B4
Application number: DE102017221356.6A
Authority: DE
Inventors: Jong Gu Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: KR20190043004A; US20190113009A1; DE102017221356A1; US10443547B2

Abstract

Abgasrückführventil (AGR-Ventil) (100), umfassend:ein Ventilgehäuse (10) mit einem Strömungspfad (11);eine Klappe (20), die den Strömungspfad (11) des Ventilgehäuses (10) öffnet und schließt, und die eine Welle (21) und eine Nabe (22) aufweist, die die Welle (21) aufnimmt;einen Aktuator (30), der ein Drehmoment erzeugt, um die Klappe (20) zu drehen; undeinen Drehmomentübertragungsmechanismus (40), der das Drehmoment des Aktuators (30) auf die Klappe (20) überträgt,wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus (40) einen ersten Hebel (41), der mit einer Ausgangswelle des Aktuators (30) verbunden ist, einen zweiten Hebel (42), der mit der Welle (21) der Klappe (20) verbunden ist, und ein Zwischenglied (43), das zwischen dem ersten Hebel (41) und dem zweiten Hebel (42) verbunden ist, umfasst,wobei das Zwischenglied (43) gegenüber dem ersten Hebel (41) und dem zweiten Hebel (42) geneigt ist,wobei eine erste Buchse (23) und eine zweite Buchse (24) an beiden Enden der Nabe (22) symmetrisch angeordnet sind, undwobei eine dritte Buchse (25) und eine vierte Buchse (26) auf einer Innenfläche des Ventilgehäuses (10) vorgesehen sind, und jeweils mit der ersten Buchse (23) und der zweiten Buchse (24) in Kontakt bringbar sind.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 17. Oktober 2017 beim Koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2017-0134762 , deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis mit enthalten ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Abgasrückführventil (AGR-Ventil), und insbesondere ein AGR-Ventil, das in der Lage ist, ein stabiles Öffnungs- und Schließverhalten zu gewährleisten und zwischen Klappe und Gehäuse auftretenden Verschleiß wirksam zu verhindern.
Hintergrund
Verschiedene Techniken wurden erforscht und entwickelt, um die Verbrennungswärme während der Verbrennung in einem Verbrennungsmotor zu reduzieren, um die Emissionen von Stickoxiden (NO_x), Kohlenwasserstoffen und dergleichen zu reduzieren und um ein Mischungsverhältnis von Luft und Kraftstoff zu reduzieren, um eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Als repräsentative Technik zur Reduzierung von Verbrennungswärme und NO_x-Emissionen und zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz wurde ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) erforscht und entwickelt.
Das AGR-System umfasst eine AGR-Leitung zur Umwälzung von AGR-Gas von einem Abgassystem zu einem Ansaugsystem, einen AGR-Kühler zum Herunterkühlen einer Temperatur des AGR-Gases und ein AGR-Ventil zur Regelung des Durchflusses des AGR-Gases.
Aus der EP 1 462 643 A1 kennt man ein Abgasrückführventil (AGR-Ventil), umfassend: ein Ventilgehäuse mit einem Strömungspfad; eine Klappe, die den Strömungspfad des Ventilgehäuses öffnet und schließt, und die eine Welle und eine Nabe aufweist, die die Welle aufnimmt; einen Aktuator, der ein Drehmoment erzeugt, um die Klappe zu drehen; und einen Drehmomentübertragungsmechanismus, der das Drehmoment des Aktuators auf die Klappe überträgt, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus einen ersten Hebel, der mit einer Ausgangswelle des Aktuators verbunden ist, einen zweiten Hebel, der mit der Welle der Klappe verbunden ist.
In der US 9 121 511 B2 ist ein axialer Hub einer Welle eines Abgasrückführventils auf Grund der zwangsläufig auftretenden axialen Kraft einer Rückholfeder Grundlage dafür, vier Buchsen zur Hubbegrenzung einzusetzen, wobei eine erste Buchse und eine zweite Buchse an beiden Enden der Nabe symmetrisch angeordnet sind, und eine dritte Buchse und eine vierte Buchse auf einer Innenfläche des Ventilgehäuses vorgesehen sind, und jeweils mit der ersten Buchse und der zweiten Buchse in Kontakt bringbar sind.
Außerdem zeigt die US 2014 / 0 182 567 A1 noch eine Abgasrückführventilvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Ventilgehäuse mit einer Abgaseinlassöffnung und einer Abgasauslassöffnung, einem drehbar an der Öffnung angebrachten Klappenventil und einem Ventilschaft, der so angebracht ist, dass er das Klappenventil durchdringt und durch Elektronenstrahlschweißen mit dem Klappenventil gekoppelt ist, um sich einstückig mit dem Klappenventil zu drehen.
Die Offenbarung dieses Abschnitts soll den Hintergrund der Erfindung bereitstellen. Der Anmelder weist darauf hin, dass dieser Abschnitt Informationen enthalten kann, die zeitlich vor dieser Anmeldung zugänglich waren. Mit der Bereitstellung dieses Abschnitts erkennt der Anmelder jedoch nicht an, dass jegliche in diesem Abschnitt enthaltenen Informationen auch tatsächlich einen Stand der Technik bilden.
Zusammenfassung
Ein AGR-Ventil umfasst ein Gehäuse mit einem Strömungspfad, einer Klappe, die zum Öffnen und Schließen des Strömungspfades des Gehäuses vorgesehen ist, und einer Antriebseinheit, welche die Klappe dreht. Die Antriebseinheit besteht aus einem Aktuator, wie z.B. einem Antriebsmotor, und einem Übertragungsmechanismus, der die Kraft des Aktuators auf die Klappe überträgt.
Das AGR-Ventil ist nicht nur notwendig, um die strukturelle Zuverlässigkeit beim Öffnen und Schließen der Klappe zu gewährleisten, sondern auch, um eine Struktur aufzuweisen, um den Aktuator vor der hohen Temperatur des durch das AGR-Ventil strömenden AGR-Gases zu schützen.
Die vorliegende Offenbarung dient der Lösung der oben genannten Probleme des Standes der Technik unter Beibehaltung der Vorteile des Standes der Technik.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Abgasrückführventil (AGR-Ventil) bereit, das in der Lage ist, die strukturelle Sicherheit für die reibungslose Übertragung der Kraft eines Aktuators auf eine Klappe zu gewährleisten, um dadurch ein stabiles Öffnungs- und Schließverhalten zu gewährleisten und den Verschleiß zwischen einer Außenfläche der Klappe und einer Innenfläche eines Ventilgehäuses zu verhindern.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein AGR-Ventil umfassen: ein Ventilgehäuse mit einem Strömungspfad; eine Klappe, die den Strömungspfad des Ventilgehäuses öffnet und schließt, und die eine Welle und eine Nabe aufweist, die die Welle aufnimmt; einen Aktuator, der ein Drehmoment erzeugt, um die Klappe zu drehen; und einen Drehmomentübertragungsmechanismus, der das Drehmoment des Aktuators auf die Klappe überträgt, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus einen ersten Hebel, der mit einer Ausgangswelle des Aktuators verbunden ist, einen zweiten Hebel, der mit der Welle der Klappe verbunden ist, und ein Zwischenglied, das zwischen dem ersten Hebel und dem zweiten Hebel verbunden ist, umfassen kann, wobei das Zwischenglied gegenüber dem ersten Hebel und dem zweiten Hebel geneigt sein kann, wobei eine erste Buchse und eine zweite Buchse an beiden Enden der Nabe symmetrisch angeordnet sein können, und wobei eine dritte Buchse und eine vierte Buchse auf einer Innenfläche des Ventilgehäuses vorgesehen sein können, und jeweils mit der ersten Buchse und der zweiten Buchse in Kontakt bringbar sein können.
Der erste Hebel kann entlang einer ersten Achse verlängert sein, wobei ein Ende des ersten Hebels schwenkbar mit der Ausgangswelle des Aktuators verbunden sein kann, und das andere Ende des ersten Hebels schwenkbar mit einem Ende des Zwischengliedes durch einen ersten Drehzapfen verbunden sein kann.
Der zweite Hebel kann entlang einer zweiten Achse verlängert sein, wobei ein Ende des zweiten Hebels mit einem Ende der Welle verbunden sein kann, und das andere Ende des zweiten Hebels kann mit dem anderen Ende des Zwischengliedes durch einen zweiten Drehzapfen schwenkbar verbunden sein.
Das Zwischenglied kann entlang einer dritten Achse verlängert sein, wobei ein Ende des Zwischengliedes mit dem anderen Ende des ersten Hebels durch den ersten Drehzapfen schwenkbar verbunden sein kann, und das andere Ende des Zwischengliedes kann durch den zweiten Drehzapfen mit dem anderen Ende des zweiten Hebels schwenkbar verbunden sein.
Ein Ende des Zwischengliedes kann mit einer ersten Durchgangsbohrung versehen sein, durch die der erste Drehzapfen hindurchgeht, wobei das andere Ende des Zwischengliedes mit einer zweiten Durchgangsbohrung versehen sein kann, durch die der zweite Drehzapfen hindurchgeht.
Eine Achse der ersten Durchgangsbohrung kann sich mit der dritten Achse des Zwischengliedes in einem vorbestimmten Winkel schneiden, wobei sich eine Achse der zweiten Durchgangsbohrung mit der dritten Achse des Zwischengliedes in einem vorbestimmten Winkel schneiden kann.
Ein Ende des Zwischengliedes kann dem zweiten Hebel nahe kommen und das andere Ende des Zwischengliedes kann dem ersten Hebel in einem Zustand nahe kommen, in dem sich die Klappe in einer geschlossenen Position befindet, so dass die dritte Achse des Zwischengliedes in einem vorbestimmten Neigungswinkel geneigt sein kann.
Ein Ende des zweiten Hebels kann mit einem Kappenabschnitt versehen sein, wobei ein Ende der Welle schwenkbar mit dem Kappenabschnitt verbunden sein kann, und wobei der Kappenabschnitt des zweiten Hebels und ein Nabenteil des Ventilgehäuses einander gegenüberliegend angeordnet sein können.
Eine Feder kann zwischen dem Kappenabschnitt des zweiten Hebels und dem Nabenteil des Ventilgehäuses angeordnet sein.
Der Kappenabschnitt kann eine erste Aufnahmerille aufweisen, wobei das Nabenteil eine zweite Aufnahmerille aufweisen kann, und wobei die Feder in der ersten Aufnahmerille des Kappenabschnitts und der zweiten Aufnahmerille des Nabenteils aufgenommen sein kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben genannten und weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich:

1 veranschaulicht die Konfiguration eines Abgasrückführventils (AGR-Ventil) entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts, der durch den Pfeil A in 1 gekennzeichnet ist;
3 zeigt einen Querschnitt, aufgenommen entlang der Linie C-C in 2;
4 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Drehmomentübertragungsmechanismus eines AGR-Ventils nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zwischengliedes eines AGR-Ventils nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
6 zeigt eine Vorderansicht eines Zwischengliedes eines AGR-Ventils, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
7 zeigt eine Vergleichskurve einer Belastung, die auf eine Klappenwelle ausgeübt wird in einem AGR-Ventil mit einer Struktur, in der ein Zwischenglied geneigt ist, und in einem AGR-Ventil mit einer Struktur, in der das Zwischenglied nicht geneigt ist, und zwar gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Detaillierte Beschreibung
Nachfolgend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. In den Zeichnungen werden durchgängig die gleichen Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder gleichwertige Elemente zu kennzeichnen. Darüber hinaus wird eine detaillierte Beschreibung bekannter Techniken im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung ausgelassen, um den Kern der vorliegenden Offenbarung nicht unnötig zu verschleiern.
Begriffe wie „erster“, „zweiter“, „A“, „B“, „(a)“ und „(b)“ können verwendet werden, um die Elemente in beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden, wobei die intrinsischen Merkmale, Reihenfolge oder Ordnung und Ähnliches der entsprechenden Elemente nicht durch die Begriffe beschränkt werden. Soweit nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe, einschließlich technischer oder wissenschaftlicher Begriffe, die gleiche Bedeutung wie diejenigen, die allgemein von einem Fachmann mit durchschnittlichem Wissen auf dem Fachgebiet verstanden werden, auf das sich die vorliegende Offenbarung bezieht. Solche Begriffe, wie sie in einem allgemein gebräuchlichen Wörterbuch definiert sind, sind so zu interpretieren, dass sie Bedeutungen haben, die den kontextuellen Bedeutungen in dem betreffenden Fachgebiet entsprechen, und sind nicht so zu interpretieren, dass sie ideale oder übermäßig formale Bedeutungen haben, es sei denn, sie sind in der vorliegenden Anwendung eindeutig als solche definiert.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) offenbart. Das AGR-System umfasst ein Abgasrückführungsrohr (AGR-Rohr), mit dem mindestens ein Teil des Abgases eines Verbrennungsmotors in den Lufteinlass des Motors geleitet wird. An dem AGR-Rohr enthält das AGR-System ein AGR-Ventil zum Öffnen oder Schließen des AGR-Rohres.
In den Ausführungsformen umfasst ein AGR-Ventil ein Gehäuse, das einen Strömungspfad 11 definiert, eine Klappe 20 zum Öffnen und Schließen des Strömungspfades 11, eine Rotationswelle 21 der Klappe 20, eine mit der Rotationswelle 21 verbundene Nabe 22, eine erste Buchse 23 und eine zweite Buchse 24, die an den Enden der Nabe 22 vorgesehen sind. In den Ausführungsformen bewegen sich die Nabe 22 und die erste Buchse 23 in einer ersten Richtung entlang der Rotation (P1 oder P2), wenn sich ein Kappenabschnitt 45 entlang der ersten Richtung (P1 oder P2) bewegt.
In den Ausführungsformen, in einer Schließstellung der Klappe 20, berühren sich die erste Buchse 23 und die dritte Buchse 25, um den Strömungspfad 11 zu schließen. Während der Aktuator die Klappe aus einer Schließstellung heraus dreht, bewegt sich der Kappenabschnitt 45 aufgrund der nicht parallelen Anordnung des Zwischengliedes 43 (schräg von einer übergeordneten Position 48) entlang der Richtung P2, wie es in dargestellt ist. Dementsprechend bewegt sich die erste Buchse 23 entlang der Richtung P2 (weg vom Aktuator 30), so dass die erste Buchse 23 in einer Öffnungsstellung der Klappe 20 von der dritten Buchse 25 getrennt ist. Während der Aktuator weiter arbeitet und die Klappe 20 sich der nachfolgenden Schließstellung nähert, bewegt sich der Kappenabschnitt 45 entlang der Richtung P1 zurück, so dass die erste Buchse 23 und eine dritte Buchse 25 in der nachfolgenden Schließstellung der Klappe 20 wieder kontaktiert werden.
In den Ausführungsformen berühren sich die zweite Buchse 24 und die vierte Buchse 26 unabhängig von der Stellung der Klappe. In den Ausführungsformen ist mindestens eine von der zweiten Buchse 24 und der vierten Buchse 26 elastisch, so dass die Bewegung der Nabe 22 und der ersten Buchse 23 entlang einer zur Drehachse (P1 oder P2) parallelen Richtung durch elastische Verformung der zweiten Buchse 24 und der vierten Buchse 26 kompensiert werden kann.
Mit Bezug auf 1 umfasst ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Ventilgehäuse 10 mit einem Strömungspfad 11, eine Klappe 20, die drehbar ist, um den Strömungspfad 11 des Ventilgehäuses 10 zu öffnen und zu schließen, einen Aktuator (Stellantrieb) 30, der ein Drehmoment zum Drehen der Klappe 20 erzeugt, und einen Drehmomentübertragungsmechanismus 40, der das Drehmoment des Aktuators 30 auf die Klappe 20 überträgt.
Das Ventilgehäuse 10 kann den Strömungspfad 11 aufweisen, durch den ein AGR-Gas strömt, und kann an eine AGR-Leitung angeschlossen sein. Bekanntermaßen kann die AGR-Leitung zwischen einem Auspuffrohr und einem Ansaugrohr angeschlossen werden.
Die Klappe 20 kann drehbar im Inneren des Ventilgehäuses 10 montiert werden, so dass die Klappe 20 den Strömungspfad 11 des Ventilgehäuses 10 öffnet und schließt, indem sie sich zwischen einer offenen Position, in der der Strömungspfad 11 des Ventilgehäuses 10 geöffnet ist, und einer geschlossenen Position, in der der Strömungspfad 11 des Ventilgehäuses 10 geschlossen ist, bewegt.
Die Klappe 20 kann eine Nabe 22 aufweisen, wobei die Nabe 22 eine Welle 21 aufnehmen kann. Die Welle 21 kann mit der Nabe 22 gekoppelt werden, so dass die Welle 21 mit der Klappe 20 gekoppelt werden kann und die Welle 21 drehbar im Ventilgehäuse 10 montiert werden kann.
Ein Nabenteil 15 kann von einer Außenfläche des Ventilgehäuses 10 hervorstehen. Ein Ende der Welle 21 der Klappe 20 kann durch das Nabenteil 15 hindurchragen und mit dem Drehmomentübertragungsmechanismus 40 verbunden sein.
Eine erste Buchse 23 und eine zweite Buchse 24 können symmetrisch an beiden Enden der Nabe 22 der Klappe 20 vorgesehen sein. Die Welle 21, die durch die Nabe 22 führt, kann entlang einer virtuellen Achse verlängert werden, die die erste Buchse 23 mit der zweiten Buchse 24 verbindet. Die erste Buchse 23 kann angrenzend an das Nabenteil 15 des Ventilgehäuses 10 angeordnet werden, und die zweite Buchse 24 kann auf der gegenüberliegenden Seite vom Nabenteil 15 angeordnet werden.
Die dritte Buchse 25 kann neben dem Nabenteil 15 des Ventilgehäuses 10 angeordnet werden, und die vierte Buchse 26 kann auf der gegenüberliegenden Seite vom Nabenteil 15 angeordnet werden. Die erste Buchse 23 und die dritte Buchse 25 können miteinander in Kontakt gebracht werden, und die zweite Buchse 24 und die vierte Buchse 26 können miteinander in Kontakt gebracht werden, so dass die Welle 21 drehbar auf dem Ventilgehäuse 10 gelagert werden kann.
Der Aktuator 30 kann ein Motor sein, wie ein Elektromotor oder ein Hydraulikmotor, der ein Drehmoment zum Drehen der Klappe 20 erzeugt.
Der Aktuator 30 kann eine drehbare Ausgangswelle 31 haben, wobei die Ausgangswelle 31 des Antriebs 30 mit dem Drehmomentübertragungsmechanismus 40 verbunden sein kann. Das Drehmoment des Aktuators 30 kann durch den Drehmomentübertragungsmechanismus 40 gleichmäßig auf die Klappe 20 übertragen werden.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 40 umfasst einen ersten Hebel 41, der mit der Ausgangswelle 31 des Aktuators 30 verbunden ist, einen zweiten Hebel 42, der mit der Welle 21 der Klappe 20 verbunden ist, und ein Zwischenglied 43, das zwischen dem ersten Hebel 41 und dem zweiten Hebel 42 verbunden ist.
Der erste Hebel 41 kann entlang einer ersten Achse X1 verlängert sein. Ein Ende 41a des ersten Hebels 41 kann schwenkbar mit der Ausgangswelle 31 des Aktuators 30 verbunden sein, und das andere Ende 41b des ersten Hebels 41 kann schwenkbar mit einem Ende 43a des Zwischengliedes 43 durch einen ersten Drehzapfen 51 verbunden sein.
Der zweite Hebel 42 kann neben dem Nabenteil 15 des Ventilgehäuses 10 liegen, so dass die erste Buchse 23 und die dritte Buchse 25 an den zweiten Hebel 42 angrenzen können.
Der zweite Hebel 42 kann entlang einer zweiten Achse X2 verlängert sein. Ein Ende 42a des zweiten Hebels 42 kann mit einem Ende der Welle 21 der Klappe 20 verbunden sein, und das andere Ende 42b des zweiten Hebels 42 kann mit dem anderen Ende 43b des Zwischengliedes 43b durch einen zweiten Drehzapfen 52 schwenkbar verbunden sein.
Das Zwischenglied 43 kann entlang einer dritten Achse X3 verlängert sein. Ein Ende 43a des Zwischengliedes 43 kann mit dem anderen Ende 41b des ersten Hebels 41 durch den ersten Drehzapfen 51 schwenkbar verbunden sein, und das andere Ende 43b des Zwischengliedes 43b kann durch den zweiten Drehzapfen 52 mit dem anderen Ende 42b des zweiten Hebels 42b schwenkbar verbunden sein.
Der erste Drehzapfen 51 und der zweite Drehzapfen 52 können jeweils an beiden Enden 43a und 43b des Zwischengliedes 43 einzeln vorgesehen werden. Insbesondere kann ein erste Durchgangsbohrung 61 in einem Ende 43a des Zwischengliedes 43 ausgebildet sein, wobei der erste Drehzapfen 51 durch die erste Durchgangsbohrung 61 hindurchgehen kann; und eine zweite Durchgangsbohrung 62 kann in dem anderen Ende 43b des Zwischengliedes 43b ausgebildet sein, wobei der zweite Drehzapfen 52 durch die zweite Durchgangsbohrung 62 hindurchgehen kann.
Wenn sich die Ausgangswelle 31 des Aktuators 30 dreht, können der erste Hebel 41, das Zwischenglied 43 und der zweite Hebel 42 relativ zueinander verschwenken. Auf diese Weise kann die Kraft des Aktuators 30 auf die Welle 21 der Klappe 20 übertragen werden, damit sich die Klappe 20 drehen kann.
Wenn z.B. die Ausgangswelle 31 des Aktuators 30 in eine Richtung rotiert, kann der erste Hebel 41 am Ende 41a, das mit der Ausgangswelle 31 verbunden ist, verschwenken. Das Drehmoment, das durch das Verschwenken des ersten Hebels 41 erzeugt wird, kann über das Zwischenglied 43 auf den zweiten Hebel 42 übertragen werden, und der zweite Hebel 42 kann am Ende 42b, das mit dem Zwischenglied 43 verbunden ist, verschwenken, so dass sich die Welle 21 der Klappe 20 drehen kann.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 40 kann als dreiarmiges Gestänge konfiguriert werden, um die Leistung des Aktuators 30 stabil auf die Klappe 20 zu übertragen. Außerdem können der Aktuator 30 und das Ventilgehäuse 10 durch den Übertragungsmechanismus 40 voneinander beabstandet sein, so dass der Aktuator 30 vor Hochtemperaturabgasen geschützt werden kann, die durch den Strömungspfad 11 des Ventilgehäuses 10 strömen.
Nach einer Ausführungsform kann an einem Ende 42a des zweiten Hebels 42 ein Kappenabschnitt 45 vorgesehen sein, wobei das Nabenteil 15 an einem Teil des Ventilgehäuses 10 neben dem zweiten Hebel 42 vorgesehen sein kann. Ein Ende der Welle 21 der Klappe 20 kann durch das Nabenteil 15 geführt und mit dem Kappenabschnitt 45 schwenkbar verbunden werden. Der Kappenabschnitt 45 des zweiten Hebels 42 und das Nabenteil 15 des Ventilgehäuses 10 können einander gegenüberliegend angeordnet werden.
Nach einer Ausführungsform kann eine Feder 18 zwischen dem Kappenabschnitt 45 des zweiten Hebels 42 und dem Nabenteil 15 des Ventilgehäuses 10 eingesetzt werden. Die Federkraft der Feder 18 kann die Stabilität der Drehmomentübertragung gewährleisten, wenn das Drehmoment des Aktuators 30 über den Übertragungsmechanismus 40 auf die Welle 21 der Klappe 20 übertragen wird, so dass die Drehung der Klappe 20 wesentlich gleichmäßiger gemacht werden kann.
Nach einer Ausführungsform kann der Kappenabschnitt 45 eine erste Aufnahmerille 45a aufweisen, wobei das Nabenteil 15 eine zweite Aufnahmerille 15a aufweisen kann. Die Feder 18 kann zwischen der ersten Aufnahmerille 45a des Kappenabschnitts 45 und der zweiten Aufnahmerille 15a des Nabenteils 15 aufgenommen werden. Die Feder 18 kann eine elastische Kraft aufbringen, die den Kappenabschnitt 45 in eine Richtung weg von dem Nabenteil 15 drückt. So können der Kappenabschnitt 45 des zweiten Hebels 42 und die Welle 21 durch die Feder 18 elastisch abgestützt werden.
Wenn sich die Klappe 20 in der geschlossenen Stellung befindet, können die erste Buchse 23 der Klappe 20 und die dritte Buchse 25 des Ventilgehäuses 10 einen Zustand beibehalten, in dem sie sich berühren. In einem Zustand, in dem die Klappe 20 den Strömungspfad 11 des Ventilgehäuses 10 schließt, kann sie eine Leckage (d.h. ein Austreten) von AGR-Gases minimieren.
Wenn die Klappe 20 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position fährt, falls das Zwischenglied 43 nicht geneigt ist, d.h. das Zwischenglied 43 in vertikaler Position steht (siehe Zweipunkt-Strich-Linie 48 in 2), kann eine äußere Kraft, die in der Welle 21 durch das Drehmoment des zweiten Hebels 42 und/oder die Federkraft der Feder 18 erzeugt wird, intensiv auf die erste Buchse 23 der Klappe 20 und die dritte Buchse 25 des Ventilgehäuses 10 ausgeübt werden, und somit können die erste Buchse 23 der Klappe 20 und die dritte Buchse 25 des Ventilgehäuses 10 in Reibungskontakt miteinander gebracht werden. Der Reibkontakt der ersten Buchse 23 und der dritten Buchse 25 kann dazu führen, dass mindestens eine von der ersten Buchse 23 und der dritten Buchse 25 verschleißt. Aufgrund eines solchen verschlissenen Zustands kann die Betriebssicherheit der Klappe 20 reduziert sein, und es kann sich ein Spalt zwischen der ersten Buchse 23 und der dritten Buchse 25 bilden, auch in einem Zustand, in dem die Klappe 20 den Strömungspfad 11 des Ventilgehäuses 10 schließt, und ein Teil des AGR-Gases kann auch bei geschlossenem AGR-Ventil austreten bzw. lecken, so dass keine gleichmäßige Strömungssteuerung des AGR-Gases erreicht werden kann.
Wenn sich die Klappe 20 von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt, kann die dritte Achse X3 des Zwischengliedes 43 gegenüber der ersten Achse X1 des ersten Hebels 41 und der zweiten Achse X2 des zweiten Hebels 42 geneigt sein, um den Reibungskontakt zwischen der ersten Buchse 23 und der dritten Buchse 25 zu verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform kann in einem Zustand, in dem sich die Klappe 20 in der geschlossenen Position befindet, die dritte Achse X3 des Zwischengliedes 43 in einer geneigten Position angeordnet sein, die sich mit einer vertikalen Linie VL in einem vorbestimmten Winkel a der Neigung auf einer Vorderansicht des AGR-Ventils 100 schneidet, wie es in 2 dargestellt ist. Beispielsweise kann der Neigungswinkel a ca. 1,2° betragen. Wenn der Neigungswinkel a größer als 1,2° ist, kann ein Spalt zwischen dem Zwischenglied 43 und dem zweiten Hebel 42 schmal sein, so dass eine Betriebslast groß sein kann. Wenn der Neigungswinkel a kleiner als 1,2° ist, kann die verbesserte Wirkung nicht ausreichend sein.
Wie in 2 dargestellt ist, kann in dem Zustand, in dem sich die Klappe 20 in der geschlossenen Position befindet, ein Ende 43a des Zwischengliedes 43a nahe an den zweiten Hebel 42 herankommen und von dem ersten Hebel 41 beabstandet sein, wobei das andere Ende 43b des Zwischengliedes 43b nahe an den ersten Hebel 41 herankommen und von dem zweiten Hebel 42 beabstandet sein kann. Auf diese Weise kann die dritte Achse X3 des Zwischengliedes 43 um den vorbestimmten Neigungswinkel a in Bezug auf die erste Achse X1 des ersten Hebels 41 und die zweite Achse X2 des zweiten Hebels 42 geneigt sein.
In dem Zustand, in dem sich die Klappe 20 in der geschlossenen Position befindet und die dritte Achse X3 des Zwischengliedes 43 unter dem vorbestimmten Neigungswinkel a geneigt ist, wenn sich die Ausgangswelle 31 des Aktuators 30 in eine Richtung dreht, um die Klappe 20 in die offene Position fahren zu lassen, kann der erste Hebel 41 verschwenken, und aufgrund des Drehmoments, das durch das Verschwenken des ersten Hebels 41 erzeugt wird, kann ein Ende 43a des Zwischengliedes 43, das mit dem anderen Ende 41b des ersten Hebels 41 verbunden ist, hin zum ersten Hebel 41 gezogen werden (siehe eine Richtung des Pfeils P1 in 2), während das andere Ende 43b des Zwischengliedes 43 den zweiten Hebel 42 in Richtung Ventilgehäuse 10 schieben kann (siehe eine Richtung des Pfeils P2 in 2), und der Kappenabschnitt 45 des zweiten Hebels 42 und die Welle 21 der Klappe 20 können so verschoben werden, dass sie von dem Nabenteil 15 des Ventilgehäuses 10 beabstandet sind (siehe eine Richtung des Pfeils P2 in 3), so dass die erste Buchse 23 der Klappe 20 verschoben werden kann, um von der dritten Buchse 25 des Ventilgehäuses 10 beabstandet zu sein (siehe Pfeilrichtung P2 in 2). Daher kann die dritte Achse X3 des Zwischengliedes 43 von der Schrägstellung aus bewegt werden, in der die dritte Achse X3 um den vorgegebenen Neigungswinkel a der Neigung geneigt ist, um im wesentlichen nahe an der vertikalen Position zu sein (siehe Zweipunkt-Strich-Linie 48 in 2).
Hierbei können sich die zweite Buchse 24 der Klappe 20 und die vierte Buchse 26 des Ventilgehäuses 10 gegenseitig berühren, wenn sich die Welle 21 in Pfeilrichtung P2 in 3 bewegt. Aufgrund der Feder 18 und der thermischen Ausdehnung können die zweite Buchse 24 und die vierte Buchse 26 jedoch nicht in Reibungskontakt zueinander gebracht werden.
Wenn sich die Klappe 20 von der geschlossenen in die offene Position bewegt, kann sich das Zwischenglied 43 von der Schräglage in die vertikale Position bewegen. Da sich die Welle 21 der Klappe 20 in einen Abstand von dem Nabenteil 15 des Ventilgehäuses 10 bewegt (siehe Pfeilrichtung P2 in 3), können die erste Buchse 23 und die dritte Buchse 25 neben dem zweiten Hebel 42 in einem Abstand voneinander angeordnet werden, so dass ein Verschleißen der ersten Buchse 23 und der dritten Buchse 25 verhindert werden kann.
Wie in 6 dargestellt ist, können eine Achse Y1 der ersten Durchgangsbohrung 61 und eine Achse Y2 der zweiten Durchgangsbohrung 62 parallel zueinander sein, und die Achse Y1 der ersten Durchgangsbohrung 61 und die Achse Y2 der zweiten Durchgangsbohrung 62 können sich in horizontaler Richtung erstrecken. Da die dritte Achse X3 des Zwischengliedes 43 in dem vorbestimmten Winkel a der Neigung in Bezug auf die vertikale Linie VL geneigt ist, können sich die Achse Y1 der ersten Durchgangsbohrung 61 und die dritte Achse X3 des Zwischengliedes 43 unter einem stumpfen Winkel a1, der etwas größer als 90° ist, schneiden, und die Achse Y2 der zweiten Durchgangsbohrung 62 und die dritte Achse X3 des Zwischengliedes 43 können sich unter einem stumpfen Winkel a2, der etwas größer als 90° ist, schneiden.
Ein Innendurchmesser der ersten Durchgangsbohrung 61 kann größer sein als ein Außendurchmesser des ersten Drehzapfens 51, und ein Innendurchmesser der zweiten Durchgangsbohrung 62 kann größer sein als ein Außendurchmesser des zweiten Drehzapfens 52. Wenn sich daher das Zwischenglied 43 von der Schräglage in die Vertikallage bewegt, kann somit der Verschleiß zwischen den Durchgangslöchern 61 und 62 des Zwischengliedes 43 und den Drehzapfen 51 und 52 minimiert werden.
Zusätzlich kann ein Mittelteil des Zwischengliedes 43 zur Bildung eines gekrümmten Oberflächenabschnitts 43f zurückgesetzt werden, wie es in 5 dargestellt ist. Der gekrümmte Oberflächenabschnitt 43f kann das Gewicht des Zwischengliedes 43 verringern und die Funktionsfähigkeit des Zwischengliedes 43 verbessern.
7 zeigt eine Vergleichskurve der Belastung, die auf eine Klappenwelle ausgeübt wird, zum einen in einem AGR-Ventil mit einer Struktur, in der ein Zwischenglied geneigt ist, und zum anderen in einem AGR-Ventil mit einer Struktur, in der das Zwischenglied nicht geneigt ist.
In 7 stellt die Kurve A einen Wert dar, der durch Messung der Belastung auf die Welle 21 der Klappe 20 erhalten wird, wenn die Klappe 20 von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt wird, nachdem ein Belastungsmessstreifen (Dehnungsmessstreifen) auf der Welle 21 der Klappe 20 in der Struktur des AGR-Ventils 100 montiert wurde, in der das Zwischenglied 43 nicht geneigt ist. Es ist zu erkennen, dass, wenn sich die Klappe 20 von der geschlossenen Position (Punkt C) in die offene Position bewegt und in die geschlossene Position (Punkt D) zurückkehrt, die auf die Welle 21 der Klappe 20 ausgeübte Belastung einen negativen Wert hat. So ist zu erkennen, dass bei der Bewegung der Klappe 20 von der geschlossenen in die geöffnete Position eine Druckbelastung auf die Welle 21 der Klappe 20 ausgeübt wird.
Wenn sich das Zwischenglied 43 nicht in der Schrägstellung befindet, d.h. das Zwischenglied 43 befindet sich in der senkrechten Position, wie es durch Kurve A in 7 gekennzeichnet ist (siehe die Zweipunkt-Strich-Linie 48 in 2), kann die äußere Kraft, die in der Welle 21 durch das Drehmoment des zweiten Hebels 42 und/oder die Federkraft der Feder 18 erzeugt wird, intensiv auf die erste Buchse 23 der Klappe 20 und die dritte Buchse 25 des Ventilgehäuses 10 ausgeübt werden, so dass die erste Buchse 23 der Klappe 20 und die dritte Buchse 25 des Ventilgehäuses 10 in Reibkontakt zueinander gebracht werden können. Durch den Reibkontakt kann die Druckbelastung auf die Welle 21 der Klappe 20 übertragen werden.
In 7 stellt die Kurve B einen Wert dar, der durch Messung der Belastung auf die Welle 21 der Klappe 20 erhalten wird, wenn die Klappe 20 von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt wird, nachdem der Belastungsmessstreifen auf der Welle 21 der Klappe 20 in der Struktur des AGR-Ventils 100 montiert wurde, in der das Zwischenglied 43 geneigt ist. Es ist zu erkennen, dass, wenn sich die Klappe 20 von der geschlossenen Position (Punkt C) in die offene Position bewegt und in die geschlossene Position (Punkt D) zurückkehrt, die auf die Welle 21 der Klappe 20 ausgeübte Belastung einen positiven Wert hat. So ist zu erkennen, dass bei der Bewegung der Klappe 20 von der geschlossenen in die geöffnete Position eine Zugbelastung auf die Welle 21 der Klappe 20 ausgeübt wird.
Wenn die Klappe 20 in einem Zustand, in dem das Zwischenglied 43 geneigt ist, von der geschlossenen Position in die geöffnete Position bewegt wird, können der Kappenabschnitt 45 des zweiten Hebels 42 und die Welle 21 der Klappe 20, wie in Kurve B von 7 angegeben, so verschoben werden, dass sie vom Nabenteil 15 des Ventilgehäuses 10 beabstandet sind (siehe Pfeilrichtung P2 in 3), so dass die erste Buchse 23 der Klappe 20 in einen Abstand von der dritten Buchse 25 des Ventilgehäuses 10 verschoben werden kann (siehe Pfeilrichtung P2 in 2). Es ist zu erkennen, dass, da die erste Buchse 23 und die dritte Buchse 25 beabstandet voneinander angeordnet sind, die Zugbelastung auf die Welle 21 der Klappe 20 wirkt.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das AGR-Ventil in der Lage sein, die strukturelle Sicherheit für eine gleichmäßige Übertragung der Antriebskraft auf die Klappe zu gewährleisten, um dadurch die stabile Öffnungs- und Schließleistung zu gewährleisten und den zwischen der Außenfläche der Klappe und der Innenfläche des Ventilgehäuses auftretenden Verschleiß zu verhindern.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, wenn sich die Klappe in der geschlossenen Position befindet, kann die Achse des Zwischengliedes in einem vorbestimmten Neigungswinkel auf der Grundlage der vertikalen Linie geneigt sein, und wenn sich die Klappe von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt, kann das Zwischenglied von der geneigten Position in die vertikale Position bewegt werden, wobei die erste Buchse und die dritte Buchse, die an den zweiten Hebel angrenzen, voneinander beabstandet sein können, so dass ein Verschleißen der ersten Buchse und der dritten Buchse verhindert werden kann.
Obgleich die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf die Ausführungsformen und die dazugehörigen Zeichnungen beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, sondern kann vom Fachmann, auf den sich die vorliegende Offenbarung bezieht, auf verschiedene Arten und Weisen modifiziert und verändert werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung, wie sie in den folgenden Ansprüchen beansprucht wird, abzuweichen.

Claims

Abgasrückführventil (AGR-Ventil) (100), umfassend: ein Ventilgehäuse (10) mit einem Strömungspfad (11); eine Klappe (20), die den Strömungspfad (11) des Ventilgehäuses (10) öffnet und schließt, und die eine Welle (21) und eine Nabe (22) aufweist, die die Welle (21) aufnimmt; einen Aktuator (30), der ein Drehmoment erzeugt, um die Klappe (20) zu drehen; und einen Drehmomentübertragungsmechanismus (40), der das Drehmoment des Aktuators (30) auf die Klappe (20) überträgt, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus (40) einen ersten Hebel (41), der mit einer Ausgangswelle des Aktuators (30) verbunden ist, einen zweiten Hebel (42), der mit der Welle (21) der Klappe (20) verbunden ist, und ein Zwischenglied (43), das zwischen dem ersten Hebel (41) und dem zweiten Hebel (42) verbunden ist, umfasst, wobei das Zwischenglied (43) gegenüber dem ersten Hebel (41) und dem zweiten Hebel (42) geneigt ist, wobei eine erste Buchse (23) und eine zweite Buchse (24) an beiden Enden der Nabe (22) symmetrisch angeordnet sind, und wobei eine dritte Buchse (25) und eine vierte Buchse (26) auf einer Innenfläche des Ventilgehäuses (10) vorgesehen sind, und jeweils mit der ersten Buchse (23) und der zweiten Buchse (24) in Kontakt bringbar sind.
AGR-Ventil nach Anspruch 1, wobei der erste Hebel (41) entlang einer ersten Achse (X1) verlängert ist, und Wobei ein Ende (41a) des ersten Hebels (41) schwenkbar mit der Ausgangswelle des Aktuators (30) verbunden ist, und das andere Ende (41b) des ersten Hebels (41) schwenkbar mit einem Ende (43a) des Zwischengliedes (43) durch einen ersten Drehzapfen (51) verbunden ist.
AGR-Ventil nach Anspruch 2, wobei der zweite Hebel (42) entlang einer zweiten Achse (X2) verlängert ist, und Wobei ein Ende (42a) des zweiten Hebels (42) mit einem Ende der Welle (21) verbunden ist, und das andere Ende (42b) des zweiten Hebels (42) mit dem anderen Ende (43b) des Zwischengliedes (43) durch einen zweiten Drehzapfen (52) schwenkbar verbunden ist.
AGR-Ventil nach Anspruch 3, wobei das Zwischenglied (43) entlang einer dritten Achse (X3) verlängert ist, und wobei ein Ende (43a) des Zwischengliedes (43) mit dem anderen Ende (41b) des ersten Hebels (41) durch den ersten Drehzapfen (51) schwenkbar verbunden ist, und das andere Ende (43b) des Zwischengliedes (43) durch den zweiten Drehzapfen (52) mit dem anderen Ende (42b) des zweiten Hebels (42) schwenkbar verbunden ist.
AGR-Ventil nach Anspruch 4, wobei ein Ende (43a) des Zwischengliedes (43) mit einer ersten Durchgangsbohrung (61) versehen ist, durch die der erste Drehzapfen (51) hindurchgeht, und Wobei das andere Ende (43b) des Zwischengliedes (43) mit einer zweiten Durchgangsbohrung (62) versehen ist, durch die der zweite Drehzapfen (52) hindurchgeht.
AGR-Ventil nach Anspruch 5, wobei sich eine Achse der ersten Durchgangsbohrung (61) mit der dritten Achse (X3) des Zwischengliedes (43) in einem vorbestimmten Winkel schneidet, und wobei sich eine Achse der zweiten Durchgangsbohrung (62) mit der dritten Achse (X3) des Zwischengliedes (43) in einem vorbestimmten Winkel schneidet.
AGR-Ventil nach Anspruch 6, wobei ein Ende (43a) des Zwischengliedes (43) dem zweiten Hebel (42) nahe kommt und das andere Ende (43b) des Zwischengliedes (43) dem ersten Hebel (41) in einem Zustand nahe kommt, in dem sich die Klappe (20) in einer geschlossenen Position befindet, so dass die dritte Achse (X3) des Zwischengliedes (43) in einem vorbestimmten Neigungswinkel geneigt ist.
AGR-Ventil nach Anspruch 1, wobei ein Ende (42a) des zweiten Hebels (42) mit einem Kappenabschnitt (45) versehen ist, wobei ein Ende der Welle (21) schwenkbar mit dem Kappenabschnitt (45) verbunden ist, und wobei der Kappenabschnitt (45) des zweiten Hebels (42) und ein Nabenteil (15) des Ventilgehäuses (10) einander gegenüberliegend angeordnet sind.
AGR-Ventil nach Anspruch 8, wobei eine Feder (18) zwischen dem Kappenabschnitt (45) des zweiten Hebels (42) und dem Nabenteil (15) des Ventilgehäuses (10) angeordnet ist.
AGR-Ventil nach Anspruch 9, wobei der Kappenabschnitt (45) eine erste Aufnahmerille (45a) aufweist, wobei das Nabenteil (15) eine zweite Aufnahmerille (15a) aufweist, und wobei die Feder (18) in der ersten Aufnahmerille (45a) des Kappenabschnitts (45) und der zweiten Aufnahmerille (15a) des Nabenteils (15) aufgenommen ist.