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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasrücklaufventil, das in einem Rücklaufdurchgang des Abgases eines Motors vorgesehen ist.
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Stand der Technik
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In einem Motor eines Automobilfahrzeuges ist, um das in dessen Abgas enthaltene NOx zu reduzieren, eine Abgasrücklaufvorrichtung vorgesehen, die das Abgas zu seiner Ansaugseite zurückführt. Ein Abgasrücklaufdurchgang der Vorrichtung ist mit einem EGR-Ventil („Exhaust Gas Recirculation”-Ventil) versehen und das EGR-Ventil wird basierend auf den Fahrinformationen des Motors, oder ähnlichem, gesteuert. Wenn Hochtemperaturabgas zu seiner Ansaugseite zurückgeführt wird, wie es wird, wird die Effizienz des Motors verschlechtert, und daher wird im Allgemeinen der Abgasrücklaufdurchgang mit einem EGR-Kühler zum Kühlen des Hochtemperaturabgases versehen.
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Abgas, das durch das EGR-Ventil hindurchläuft, enthält Schwefeloxide, die von einer Kraftstoffanlage kommen, und Stickoxide und partikelförmige Materie (PM), wie Ruß oder ähnliches, welche durch die Verbrennung erzeugt werden. Daher werden solche Substanzen ebenfalls in den Abgasrücklaufdurchgang eingeführt und haften dort an einem Ventilstab des EGR-Ventils. Wenn Ruß oder ähnliches auf dem Ventilstab abgelagert sind (auf die auf diesem abgelagerte Materie wird als „Ablagerungen” Bezug genommen), können diese Unannehmlichkeiten in der Normalfunktion des Ventilstabs verursachen. Um diese Unannehmlichkeiten, die durch das Anhaften der Partikelmaterie an dem Ventilstab verursacht werden, zu lösen, ist eine Technologie offenbart (
JP 2002-285918 A ), die angeordnet ist zu verhindert, dass Ruß oder ähnliches durch die innere Oberfläche eines Lagers durch Vorsehen einer Ablagerungsentlastungsnut abgefangen wird, die durch Reduzieren des Durchmessers des Ventilstabs an der Ventilstabseite des Ventilstabs ausgebildet ist, der so in dem Lager gleitet, dass der Ruß oder ähnliches in der Ablagerungsentlastungsnut gesammelt wird.
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Die in
JP 2002-285918 A offenbarte Technologie zielt darauf ab, den Ruß oder ähnliches innerhalb der Ablagerungsentlastungsnut abzulagern; jedoch haftet die Partikelmaterie nicht notwendigerweise gleichförmig an der Oberfläche der Ablagerungsentlastungsnut. Wenn sich die Materie sehr stark an einer Seite der Nut abgelagert hat oder die Nut mit der Ablagerung gefüllt ist, verursacht die Ablagerung beim normalen Betrieb des Ventils Unannehmlichkeiten. Wenn Ruß oder ähnliches über dem abgesetzten Abschnitt zwischen dem Boden des reduzierten Durchmesserbereichs, der die Ablagerungsentlastungsnut ausbildet, und der äußeren Oberfläche des Ventilstabs abgelagert ist, und die Ablagerung massiv wird, kann es den Ventilstab am Betrieb hindern.
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Andererseits ist ein Vorschlag gemacht zum Vorsehen eines Filters, durch den sich ein Ventilstab an der Abgasdurchgangsseite eines Lagers erstreckt, und der aktiv den Ruß oder ähnliches, der sich an dem Ventilstab befestigt hat, durch Nutzung des Filters abkratzt. Wenn jedoch die Ablagerung des abgekratzten Rußes, etc., über den Ventilkopf fortfährt, der am Ende des Ventilstabs vorgesehen ist, und die Ablagerung im Volumen so anwächst, dass sie den äußeren Durchmesser des Ventilstabs überschreitet, wird die Ablagerung eine Ursache einer Fehlfunktion des Ventilstabs.
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Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um solch eine technische Situation zu lösen und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Fehlfunktion eines EGR-Ventils zu verhindern, das dem Abgas ausgesetzt ist, selbst wenn Ruß oder ähnliches an dem Ventilstab des EGR-Ventils anhaftet.
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Ferner ist die
EP 1 130 246 A2 bekannt, die einen Ventilstab mit einen durchmesserreduzierten Bereich zeigt.
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Die
EP 1 018 599 A1 betrifft ein Abgasventil, wobei ein Filter an einer Unterkante einer Hülse fixiert ist. Der Ventilstab gelangt durch eine mittige Bohrung in der Hülse und dem Filter und ist in axialer Richtung bewegbar.
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Die
US 5 666 932 A zeigt ein Wartungsverfahren für ein EGR-Ventil. Abgas, welches durch einen Durchgang gelangt, lagert Verunreinigungen an einem Abschnitt eines Ventilstabs ab, der im Durchgang angeordnet ist, was zu einer Ansammlung von Ablagerungen mit einem größeren Durchmesser als dem Innendurchmesser der Lagerung führt. Bevor eine solche Ansammlung ein Niveau erreicht, welches die Bewegung des Ventils behindern würde, wird ein Wartungsbetrieb durchgeführt, um den Stift kraftvoll von der üblicherweise geschlossenen Position zu einer vollständig geöffneten Position zu bewegen. Dadurch wird die Ansammlung der Verunreinigungen am Stab durch den Innendurchmesser der Lagerung bewegt und beim Eintritt in die Lagerung werden diese abgekratzt.
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Darstellung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Abgasrückführventil gemäß Anspruch 1 bereit.
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Gemäß dem EGR-Ventil der vorliegenden Erfindung bleibt der Ruß oder ähnliches, der mit dem Filter abgekratzt ist, nicht auf dem Ventilstab, so dass er von dort aufgrund des durchmesserreduzierten Bereichs, der unter ihm vorgesehen ist, nach unten fällt. Selbst wenn der Ruß oder ähnliches über dem Ventilkopf abgelagert ist, verhindert der durchmesserreduzierte Bereich, der an dem Ventilstab vorgesehen ist, dass der Durchmesser des Ventilstabs sehr stark anwächst, wodurch keine Fehlfunktion des Ventilstabs verursacht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Ansicht eines Motors, der mit einem EGR-Ventil ausgerüstet ist, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird.
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2 ist eine Schnittansicht eines EGR-Ventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des EGR-Ventils, das in 2 gezeigt ist.
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4 ist Graph von experimentellen Ergebnissen, an dem der Effekt des Vorsehens eines durchmesserreduzierten Bereichs an einem Ventilstab verifiziert ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung detaillierter zu erklären.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine schematische Ansicht eines Motors, der mit einem EGR-Ventil und einem EGR-Kühler ausgerüstet ist, und 2 ist eine Schnittansicht des EGR-Ventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Als erstes wird die Kurzdarstellung eines Motors diskutiert, mit der sich die vorliegende Erfindung befasst. Ein Dieselmotor 1 weist eine Treibstoffeinspritzdüse 2 auf, die seicht in seiner Verbrennungskammer auf eingesetzt ist, und die Kammer ist mit einem Einlassventil 3 versehen, welches Luft in die Verbrennungskammer aufnimmt, und einem Abgasventil 4, das Verbrennungsgas in der Verbrennungskammer von dieser ausstößt. Das Einlassventil 3 hat einen Einlassdurchgang 5, der mit diesem verbunden ist, und das Ausstoßventil 4 hat einen Ausstoßdurchgang 6, der mit diesem verbunden ist. Der Ausstoßdurchgang 6 ist mit einem DPF-Filter 7 zum Entfernen von Partikelmaterie (PM) versehen, die im Abgas enthalten sind, und ist ferner mit einem Auspuffdämpfer 8 versehen. Der Abgasdurchgang ist mit einem Abgasrücklaufdurchgang 9 versehen, der von dem Abgasdurchgang 6 abzweigt, und mit der Einlassseite von diesem verbunden ist, und der Abgasrücklaufdurchgang 9 ist mit einem EGR-Kühler 10 und einem EGR-Ventil 11 versehen. Der EGR-Kühler 10 hat eine Struktur zum Kühlen des Abgases durch ein Wasserkühlsystem. Das EGR-Ventil 11 wird durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 12 gesteuert. Das EGR-Ventil 11 steuert das Abgas, das durch den EGR-Kühler 10 basierend auf einer Vielfalt von Informationen gekühlt ist, so, dass das Abgas in einer optimalen Menge auf die Einlassseite von diesem versorgt wird.
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In dem EGR-Ventil 11, wie in 2 gezeigt, ist ein Ventilgehäuse 21, das seinen Hauptkörper ausbildet, mit einem Abgasdurchgang 22 zum Einlassen des Abgases, das durch den EGR-Kühler 10 gekühlt ist, auf die Einlassseite versehen; der Abgasdurchgang 22 ist mit einem Ventilsitz 23 versehen, der an der Position auf halbem Wege des Durchgangs ausgebildet ist; und der Abgasdurchgang ist ferner mit einem Ventilkopf (Ventilscheibe) 24 versehen, der den Abgasdurchgang 22 durch Eingreifen und Ablösen des Ventilsitzes 23 öffnet und schließt. Der Ventilkopf 24 ist an der Spitze eines Ventilstabs (Ventilwelle) 25 durch Presspassen des Ventilstabs in diese oder einem äquivalenten Verfahren vorgesehen. Der Ventilstab 25 ist durch einen Lagerbereich 26 axial gleitbar gelagert, der in dem Ventilgehäuse 21 eingebaut ist. In dieser Verbindung besteht der Lagerbereich 26 aus einem mechanischen Lager 26a, wie eine Buchse oder ähnlichem, und einem Filter 26b, der aus dünnem Draht wie ein Schwamm ausgebildet ist. Der Filter 26b verhindert, dass Fremdpartikel oder ähnliches in das Lager 26a eindringen.
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Das hintere Ende des Ventilstabs 25 ist der Spitze eines Stabs 28 eines Aktors 27 gegenüberliegend, der an dem Ventilgehäuse 21 vorgesehen ist. Der Aktor 27 wird durch Kommandos von einer elektronischen Steuereinheit (siehe 1) angetrieben und gesteuert. Der Ventilstab 25 hat an seinem oberen Abschnitt einen Federhalter 29 angebracht, und zwischen dem Federhalter 29 und dem Ventilgehäuse 21 ist eine Feder 30 vorgesehen, die eine Federkraft auf den Ventilstab 25 aufbringt, um den Ventilkopf 24 dazu zu bringen, mit dem Ventilsitz 23 einzugreifen. Der Aktor 27 wird durch die elektronische Steuereinheit betrieben, so dass dabei der Stab 28 dazu gebracht wird, axial den Ventilstab 25 zu pressen, und der Ventilkopf 24 dadurch von dem Ventilsitz 23 getrennt wird, so dass das Ventil geöffnet wird. Der Stab 28 des Aktors 27 kehrt durch eine Rückführkraft der Feder 30 zurück, wodurch der Ventilkopf 24 den Ventilsitz 23 eingreift.
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Ein durchmesserreduzierter Bereich (reduzierter Bereich) 25a ist in dem Bereich ausgebildet, der sich von dem Ort auf der Stange, der sich direkt unter dem Filter 26d bewegt, wenn das Ventil geschlossen ist, wenn in anderen Worten der Ventilkopf 24 auf dem Ventilsitz 23 sitzt, bis zu einem pressgepassten Bereich 24a des Ventilkopfs 24 erstreckt. Es muss beachtet werden, dass der Oberfläche des Ventilstabs 25 normalerweise eine Verchromung oder ähnliches gegeben wird.
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In dem EGR-Ventil 11, das einen solchen Ventilstab 25 aufweist, werden die Feststoffe, die beim Öffnen des Ventils an der Oberfläche des Ventilstabs 25 anhaften, durch den Filter 26b abgekratzt, wenn das Ventil geschlossen wird. Die abgekratzten Feststoffe bleiben nicht an dem Ventilstab 25 anhaftend, sondern fallen von dort aufgrund des durchmesserreduzierten Bereichs 25a, der direkt unter dem Abgekratzten vorgesehen ist, nach unten. Daher bleiben die Partikelstoffe an dem Abschnitt des Ventilstabs 25 direkt unter dem Filter 26b abgelagert, und die an diesem abgelagerte Materie steigt im Durchmesser und steigt ferner axial aufwärts. Daher verursacht das abgelagerte Material keine Probleme im Betrieb des Ventilstabs 25.
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Wie in 3 gezeigt, selbst wenn die Feststoffe 31 fortfahren sich über die Oberseite des Ventilkopfs 24 abzulagern, steigt die Materie nicht in der Menge, so dass sie den äußeren Durchmesser des Ventilstabs 25 überschreitet, weil der durchmesserreduzierte Bereich 25a an diesem vorgesehen ist, und verursachen keine Fehlfunktion des Ventilstabs 25.
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4 zeigt Ergebnisse, die durch Experimente in Bezug auf die Effekte verifiziert wurden, bei denen der Ventilstab 25 mit dem durchmesserreduzierten Bereich 25a versehen ist. Dies repräsentiert die Ergebnisse in dem Fall, in dem mit den äußeren Durchmessern des durchmesserreduzierten Bereichs 25a als Parameter beschleunigte Tests ausgeführt wurden, und dann die verstrichene Zeit bis zum Auftreten von Fehlfunktionen gemessen wurde. Im Graph der 4 repräsentiert die Abszisse die Menge der Reduktion im Durchmesser des durchmesserreduzierten Bereichs 25a des Ventilstabs 25 (die Menge der Reduktion: 0 mm, 0,5 mm, 1,0 mm, und 1,5 mm), während die Ordinate die Zeit (Stunden) repräsentiert, die verging, bevor die Fehlfunktion auftrat. Aus der Figur wurde die 1,0 mm Reduktion im Durchmesser des Ventilstabs 25 so bewertet, dass sie effektiv die Fehlfunktion verhindert.
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Gemäß der ersten Ausführungsform ist der durchmesserreduzierte Bereich 25a in dem Bereich des Ventilstabs vorgesehen, der sich von dem Ort unmittelbar unter dem Filter 26b beim Schließen des Ventils zu dem Ventilkopf 24 erstreckt, und daher können die Partikelstoffe 31, die an dem Ventilstab 25 anhaften und dann mit dem Filter 26b abgekratzt werden, von dort nach unten fallen. Aus diesem Grund können keine Partikelstoffe 31 über der Oberfläche des Ventilstabs 25 bleiben, was den Durchmesser des Ventilstabs 25 nicht steigert. Daher verursacht der Ventilstab 25 keine Fehlfunktion. Da der durchmesserreduzierte Bereich 25a an diesem vorgesehen ist, selbst wenn Partikelstoffe 31 über den Ventilkopf 24 sich ablagern, werden ferner abgelagerte Partikelstoffe 31 daran gehindert, dass sie über den Originaldurchmesser des Ventilstabs 25 anwachsen, was den Ventilstab 25 darin beschränkt, eine Fehlfunktion zu verursachen.
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Gemäß der ersten Ausführungsform ist der durchmesserreduzierte Bereich 25a in dem Bereich vorgesehen, der sich von dem Ort unmittelbar unter dem Filter 26b erstreckt beim Schließen des Ventils bis zu dem Presspassungsbereich des Ventilkopfs 24; jedoch, selbst wenn der durchmesserreduzierte Bereich, der vorgesehen ist, sich nicht auf den Presspassbereich des Ventilkopfs 24 erstreckt, aber zu einem Ort nahe seinem Presspassungsbereich, kann ein Effekt ähnlich dem der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie oben beschrieben ist ein Abgasrücklaufventil gemäß der vorliegenden Erfindung ein Abgasrücklaufventil, das derart angeordnet ist, dass ein Ventilstab keine Fehlfunktion verursacht, selbst wenn Ruß oder ähnliches an dem Ventilstab anhaftet, durch Vorsehen eines Filters an der Abgasdurchlaufseite eines Lagers, das den Ventilstab eines EGR-Ventils lagert, und ferner ist ein durchmesserreduzierter Bereich in einem Bereich an dem Ventilstab nahe an dem Filter vorgesehen, und daher ist das Abgasrücklaufventil beispielsweise für ein Abgasrücklaufventil geeignet, das in einem Rücklaufdurchgang des Abgases eines Motors vorgesehen ist.
