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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasrückführungsventil, ein System zum Auftauen des Abgasrückführungsventils sowie einen Motor.
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Technischer Hintergrund
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Bekannt ist die übliche Abgasrückführung, bei der ein Teil von einem Motor ausgestoßenen Abgases zu einer Ansaugseite des Motors zurückgeführt wird und eine Verbrennungstemperatur reduziert wird, indem dieses Ansauggas mit niedrigerer Sauerstoffkonzentration verbrannt wird und so bei der Verbrennung weniger NOx erzeugt wird.
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Bei einer derartigen Abgasrückführung verbindet eine Rückführungsleitung eine Abgassammelleitung mit einer Ansaugsammelleitung in dem Motor. Ein Abgasrückführventil befindet sich in der Rückführleitung (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Wenn die Abgasrückführung durchgeführt wird, wird das Abgasrückführungsventil geöffnet, und ein Teil des Abgases wird von der Abgassammelleitung zu der Ansaugsammelleitung zurückgeführt.
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Liste der Anführungen
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2003/006815
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Zusammenfassung der Erfindung
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Mit der Erfindung zu lösendes Problem/lösende Probleme
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Wenn jedoch beispielsweise ein übliches Abgasrückführungsventil in kalten Regionen und dergleichen eingesetzt wird, gefriert in dem Abgas enthaltenes Wasser zwischen einem mit einem Ventilelement verbundenen Schaft und einer Lagerung, die so eingerichtet ist, dass sie den Schaft lagert, so dass der Schaft mitunter in einem geschlossenen Zustand des Abgasrückführungsventils an der Lagerung anhaftet. In einem derartigen Zustand muss darauf gewartet werden, dass ein eingefrorenes Teil durch Wärme von dem ausreichend erwärmten Motor aufgetaut wird, nachdem der Motor gestartet worden ist und so vergeht Zeit, bis das System zum Durchführen der Abgasrückführung bereit ist.
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Wenn der Schaft leicht an der Lagerung haftet, kann das Ventilelement geöffnet werden, indem der gefrorene Teil mit einem Wischvorgang abgekratzt wird. Mitunter befindet sich jedoch ein Eisstück zwischen dem Schaft und der Lagerung und bewirkt wiederum, dass der Schaft in einem offenen Zustand des Ventilelementes an der Lagerung haftet.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Abgasrückführungsventil, mit dem zuverlässig eine zum Durchführen von Abgasrückführung erforderliche Anlaufzeit verkürzt werden kann, ein System zum Auftauen des Abgasrückführungsventils sowie einen Motor zu schaffen.
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Mittel zum Lösen des Problems/der Probleme
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält ein Abgasrückführungsventil ein Ventilgehäuse, das einen Abgasweg aufweist, ein Ventilelement, das sich in dem Abgasweg befindet und so eingerichtet ist, dass es den Abgasweg öffnet und schließt, sowie einen Schaft, der mit dem Ventilelement verbunden ist und in einer axialen Richtung bewegt werden kann, wobei das Ventilgehäuse einen Einlass, über den Fluid von außen zugeführt wird, eine Vertiefung, die so eingerichtet ist, dass sie das über den Einlass eingeleitete Fluid auf den Schaft zu leitet, sowie ein Drosselelement in Form einer Öffnung, die sich von dem Einlass aus erstreckt und auf den Schaft zu ausgerichtet ist.
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Da sich der Schaft häufig an einer weiter mittig liegenden Position des Abgasrückführungsventils befindet, ist in der beispielhaften Ausführungsform die Vertiefung in dem Ventilgehäuse vorhanden und so eingerichtet, dass sie ein Auftaufluid zuverlässig auf den Schaft zu leitet. Da es jedoch wahrscheinlich ist, dass das Fluid in dieser Vertiefung zum Stillstand kommt, ist das Drosselelement in Form einer Öffnung vorhanden, die auf den Schaft zu ausgerichtet ist. Das einströmende Fluid wird über das Drosselelement kräftig in die Vertiefung eingespritzt, so dass das Fluid zuverlässig in der Vertiefung umgewälzt werden kann und sich so schnell erwärmt und Auftauen in der Nähe des Schaftes beschleunigt.
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Bei dem Abgasrückführungsventil gemäß dem oben dargestellten Aspekt der Erfindung enthält das Ventilgehäuse vorzugsweise einen Auslass, durch den das Fluid geleitet wird, wobei der Auslass so eingerichtet ist, dass er das Fluid von dem Einlass zu dem Auslass leitet.
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Ein System zum Auftauen eines Abgasrückführungsventils gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält das oben beschriebene Abgasrückführungsventil, einen Zuleit-Strömungsweg, der von einem Kühlwasserkreis eines Motors abzweigt und so eingerichtet ist, dass er das Fluid in Form eines Motor-Kühlwassers dem Abgasrückführungsventil zuleitet, sowie einen Rückleit-Strömungsweg, der so eingerichtet ist, dass er das Motor-Kühlwasser von dem Abgasrückführungsventil zu einer Rückleitseite des Kühlwasserkreises des Motors zurückleitet.
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Bei dem System zum Auftauen eines Abgasrückführungsventils gemäß dem oben dargestellten Aspekt der Erfindung schließt der Kühlwasserkreis des Motors vorzugsweise einen ersten Kühlwasserkreis, der eine Pumpe an einer Seite enthält, an der das Motor-Kühlwasser zu dem Motor geleitet wird, sowie einen zweiten Kühlwasserkreis ein, der so eingerichtet ist, dass er das Motor-Kühlwasser über einen Thermostat an der Seite des Motors abzweigt, an der das Motor-Kühlwasser abgeleitet wird, und das Motor-Kühlwasser über einen Kühler zu der Pumpe zurückleitet, wobei der Zuleit-Strömungsweg von dem Kühlwasserkreis des Motors an einer Position zwischen dem Thermostat und einer Seite der Pumpe abzweigt, an der das Motor-Kühlwasser abgeleitet wird, und der Rückleit-Strömungsweg so eingerichtet ist, dass er das Motor-Kühlwasser zu dem Kühlwasserkreis des Motors an einer Position zwischen einer Seite des Kühlers, an der das Motor-Kühlwasser abgeleitet wird, und einer Seite der Pumpe zurückleitet, an der das Motor-Kühlwasser eingeleitet wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist an einem Motor das oben beschriebene System zum Auftauen des Abgasrückführungsventils installiert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung/en
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1 zeigt schematisch einen Motor und ein System zum Auftauen eines Abgasrückführungsventils, das in dem Motor installiert ist, in einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt eine Schnittansicht des Abgasrückführungsventils.
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Beschreibung der Ausführungsform/en
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Allgemeine Beschreibung des Auftausystems
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Eine/mehrere beispielhafte Ausführungsform/en der Erfindung wird/werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt schematisch einen Motor 10 und ein System 1 zum Auftauen eines Abgasrückführungsventils 3, das in dem Motor 10 installiert ist, in einer beispielhaften Ausführungsform.
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Das Auftausystem 1 ist ein System, mit dem das Abgasrückführungsventil 3, das für ein Abgasrückführungssystem (nicht dargestellt) eingesetzt wird, in einem eingefrorenen Zustand schnell aufgetaut wird, um eine zum Durchführen von Abgasrückführung erforderliche Anlaufzeit zu verkürzen.
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In der beispielhaften Ausführungsform soll der Motor 10 in einer Baumaschine installiert werden, die in kalten Regionen und dergleichen eingesetzt werden kann. Die Installation des Motors 10 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bei der in kalten Regionen eingesetzten Baumaschine friert das Abgasrückführungsventil ein, wenn der Motor 10 über eine vorgegebene Zeit nach Durchführen der Abgasrückführung in dem Motor 10 stillsteht. Das heißt, Abgas strömt während der Abgasrückführung durch das Abgasrückführungsventil 3 hindurch, jedoch kühlt sich, nachdem der Motor 10 angehalten worden ist, Wasser, das in dem in dem Abgasrückführungsventil 3 verbleibenden Abgas enthalten ist, ab und gefriert, da eine Außentemperatur sinkt.
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Das Auftausystem 1 enthält, wie in 1 gezeigt, den Ventil-Auftauwasserkreis 2, der von einem Motor-Kühlwasserkreis 11 (einem Kühlwasserkreis) abzweigt, der zum Kühlen des Motors 10 unter Verwendung eines Motor-Kühlwassers eingerichtet ist, und der dann wieder in den Motor-Kühlwasserkreis 11 mündet, sowie das Abgasrückführungsventil 3, das so eingerichtet ist, dass es das Motor-Kühlwasser in den Ventil-Auftauwasserkreis 2 hinein und aus ihm heraus leitet.
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Der Motor-Kühlwasserkreis 10 enthält einen Motorseiten-Wassermantel 12, der sich im Inneren des Motors 10 befindet, einen ersten Kühlwasserkreis 13, der sich außerhalb des Motors 10 befindet, sowie einen zweiten Kühlwasserkreis 14, der sich außerhalb des Motors 10 befindet.
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Der Motor-Wassermantel 12 hat die Form eines Innenraums, über den ein Zylinderblock 10A mit einem Zylinderkopf 10B in Verbindung steht und durch den das Kühlwasser hindurch strömt. Der Zylinderkopf 10A enthält einen Motorseiten-Einlass 12A, über den das Motor-Kühlwasser von dem ersten Kühlwasserkreis 13 zu dem Motor-Wassermantel 12 geleitet wird. Der Zylinderkopf 10B enthält einen ersten Motorseiten-Auslass 12B, über den das Motor-Kühlwasser von dem Motor-Wassermantel 12 zu dem ersten Kühlwasserkreis 13 geleitet wird.
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Eine Wasserpumpe 15, die als eine Pumpe zum Umwälzen des Motor-Kühlwassers dient, befindet sich in dem ersten Kühlwasserkreis 13 nahe an einer Seite des Motors 10, an der das Motor-Kühlwasser eingeleitet wird. Die Wasserpumpe 15 wird mittels von dem Motor 10 ausgegebener Kraft angetrieben.
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Der zweite Kühlwasserkreis 14 zweigt über einen Thermostat 16 nahe an einer Seite des Motors 10, an der das Motor-Kühlwasser abgeleitet wird, von dem ersten Kühlwasserkreis 13 ab und ist so eingerichtet, dass er das Motor-Kühlwasser über einen Kühler 17 zu der Wasserpumpe 15 zurückleitet.
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Es ist anzumerken, dass ein Teil des Motor-Kühlwassers in dem unten beschriebenen Auftausystem als ein Auftauwasser eingesetzt wird.
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Beschreibung des Ventil-Auftauwasserkreises des Auftausystems
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Der Ventil-Auftauwasserkreis 12 schließt einen Zuleit-Strömungsweg 21, der von dem Motor-Wassermantel 12 abzweigt und so eingerichtet ist, dass er dem Abgasrückführungsventil 3 einen Teil des Motor-Kühlwassers im Inneren des Motor-Wassermantels 12 als ein Auftauwasser (Fluid) zuleitet, sowie einen Rückleit-Strömungsweg 22 ein, der so eingerichtet ist, dass er das Auftauwasser von dem Motor-Kühlwasserkreis 3 zu einer Verbindung des ersten und des zweiten Kühlwasserkreises 13 und 14 an einer Rückleit-Seite des Motor-Kühlwasserkreises 11, d. h. einer stromauf liegenden Seite der Wasserpumpe 15, zurückleitet. Der Zylinderblock 10A enthält einen zweiten Motorseiten-Auslass 21A, der so eingerichtet ist, dass er das Auftauwasser von dem Motor-Wassermantel 12 zu dem Zuleit-Strömungsweg 21 ausleitet.
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Beschreibung des Abgasrückführungsventils
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2 zeigt eine Schnittansicht des Abgasrückführungsventils 3.
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Das Abgasrückführungsventil 3 enthält, wie in 2 gezeigt, ein Ventilgehäuse 31, das in seinem Inneren einen Abgasweg 31A einschließt, einen ersten Ventilsitz 32 sowie einen zweiten Ventilsitz 33 (in der Zeichnung vertikal dargestellt), die sich in dem Abgasweg 31A befinden, ein erstes Ventilelement 34 sowie ein zweites Ventilelement 35 (in der Zeichnung vertikal dargestellt), die so eingerichtet sind, dass sie auf den ersten Ventilsitz 32 bzw. den zweiten Ventilsitz 33 und von ihm weg bewegt werden, um den Abgasweg 31A zu öffnen und zu schließen, sowie einen Schaft 36, der mit dem ersten Ventilelement 34 und dem zweiten Ventilelement 35 (Ventilelement) verbunden ist und in einer axialen Richtung bewegt werden kann.
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Das Ventilgehäuse 31 enthält einen aus Guss bestehenden Hauptkörper, der eine Buchse 37, die den Schaft 36 im Inneren des Ventilgehäuses 31 lagert, sowie einen Ventilseiten-Wassermantel 38 (Vertiefung), der so eingerichtet ist, dass das Auftauwasser durch ihn hindurch strömt. Das Ventilgehäuse 31 enthält des Weiteren einen Verschluss-Block 39, der einen Ventilseiten-Einlass 39A (Einlass), der so eingerichtet ist, dass er das von außen zugeleitete Fluid in den Ventilseiten-Wassermantel 38 einleitet, einen Ventilseiten-Auslass 39B (Auslass), der so eingerichtet ist, dass er das Fluid aus dem Ventilseiten-Wassermantel 38 ausleitet, sowie ein Drosselelement 39D in Form einer Öffnung enthält, die sich von dem Ventilseiten-Einlass 39A aus erstreckt und auf den Schaft 36 zu ausgerichtet ist. Der Ventilseiten-Wassermantel 38 und der Verschluss-Block 39 werden weiter unten ausführlich beschrieben.
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Der Abgasweg 31A im Inneren des Ventilgehäuses 31 schließt einen Einström-Weg 31B, zu dem Abgas über den Abgas-Einlass 3A an der rechten Seite in der Zeichnung geleitet wird, einen ersten Ausström-Weg 31C, der einen ersten Abgas-Auslass 3B aufweist, der zum Ausstoßen des Abgases eingerichtet ist, und einen zweiten Ausström-Weg 31D ein, der einen zweiten Abgas-Auslass 3C aufweist, der zum Ausstoßen des Abgases eingerichtet ist (der erste und der zweite Abgas-Auslass 3B und 3C sind vertikal auf der linken Seite in der Zeichnung dargestellt).
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Ein einzelner Ausström-Weg reicht jedoch aus. Eine Vielzahl von Ausström-Wegen, wie sie in der beispielhaften Ausführungsform vorhanden sind, ist nicht unbedingt notwendig.
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Der erste Ventilsitz 32 bildet eine Grenze zwischen dem Einström-Weg 31B und dem ersten Ausström-Weg 31C. Das erste Ventilelement 34 wird auf den ersten Ventilsitz 32 und von ihm weg bewegt.
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Der zweite Ventilsitz 33 bildet eine Grenze zwischen dem Einström-Weg 31B und dem zweiten Ausström-Weg 31D. Das zweite Ventilelement 35 wird auf den zweiten Ventilsitz 33 und von ihm weg bewegt.
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Das erste und das zweite Ventilelement 34 und 35 haben die Form eines Tellers und werden mit Bewegung des Schafts 36 synchron angetrieben.
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Wenn ein einzelner Ausström-Weg vorhanden ist, reicht es aus, wenn das Ventilelement und der Ventilsitz jeweils einzeln vorhanden sind. Es ist nicht unbedingt notwendig, dass diese jeweils mehrfach vorhanden sind.
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Der Schaft 36 wird über ein Durchgangsloch 31F eingeführt, das zwischen dem ersten Ausström-Weg 31C und einer Federkammer 31E an diesem in dem Ventilgehäuse 31 vorhanden ist. Ein Flansch (nicht gesondert dargestellt), der so eingerichtet ist, dass er eine Schraubenfeder 3D zwischen dem Flansch und einer Sitzfläche 31G im Inneren des Ventilgehäuses 31 hält, befindet sich an einem oberen Abschnitt des Schafts 36. Die Schraubenfeder 3D spannt das erste und das zweite Ventilelement 34 und 35 über den Schaft 36 an eine Schließposition.
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Das Ventilgehäuse 31 ist mit einem Linearmotor (electric linear motion motor) M versehen. Wenn ein Ende einer Stange, die von dem Linearmotor M vorsteht, auf ein Ende des Schaftes 36 drückt, können das erste und das zweite Ventilelement 34 und 35 gegen eine Federkraft der Schraubenfeder 3D an eine offene Position verschoben werden.
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Die Buchse 37 hat die Form eines Zylinders mit einem Einführloch 37A in der Mitte. Die Buchse 37 wird in dem Durchgangsloch 31 gehalten, wobei der Schaft 36 in dem Einführloch 37A aufgenommen ist und so der Schaft 36 so gelagert wird, dass der Schaft 36 gleiten kann. Bei einer niedrigen Außentemperatur bleibt der Schaft 36 mitunter an der Buchse 37 haften. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Wasser in dem Abgas, das an einer Oberfläche des Schaftes 36 und um das Einführloch 37A der Buchse 37 herum verbleibt, gefriert.
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In dem Durchgangsloch 31F befindet sich des Weiteren ein zylindrischer Schaber 3E, wobei der zylindrische Schaber 3E den Schaft 36 so aufnimmt, dass der Schaft 36 gleiten kann. Der Schaber 3E ist ein Element, das so eingerichtet ist, dass es mit der Gleitbewegung des Schaftes Ölkohle (carbons), die an der Oberfläche des Schaftes 36 haftet, und dergleichen abschabt.
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Beschreibung des Ventilseiten-Wassermantels
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Der Ventilseiten-Wassermantel 38 wird, wie in 2 gezeigt, von einem dicken Abschnitt 31H an einer oberen Seite (in der Figur) des Einstrom-Weges 31B in dem Ventilgehäuse 31 gebildet. Da sich der dicke Abschnitt 31H zwischen dem Ventilseiten-Wassermantel 38 und dem Einstrom-Weg 31B befindet, beeinflusst eine Temperatur des Auftauwassers, das in dem Ventilseiten-Wassermantel 38 strömt, nicht das in dem Einström-Weg 31B strömende Abgas, das eine höhere Temperatur hat als das Auftauwasser, so dass das Auftauwasser nicht als Kühlwasser für das Abgas wirkt.
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Der Ventilseiten-Wassermantel 38 ist so eingerichtet, dass er das Auftauwasser von dem Ventilseiten-Einlass 39A zu dem Ventilseiten-Auslass 39B leitet und er eine erste Vertiefung 38A in der Nähe des Verschluss-Blocks 39, eine zweite Vertiefung 38B in der Nähe der Buchse 37 sowie eine Öffnung 38C enthält, die in der gleichen Richtung ausgerichtet ist wie der Abgas-Einlass 3A. Die erste Vertiefung 38A steht über die Öffnung 38C in Verbindung mit dem Ventilseiten-Einlass 39A und dem Ventilseiten-Auslass 39B.
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Die erste Vertiefung 38A ist als ein Teil in der Nähe der Öffnung 38C in dem Ventilseiten-Wassermantel 38 ausgebildet. Die erste Vertiefung 38A bildet den kürzesten Strömungsweg, der den Ventilseiten-Einlass 39A mit dem Ventilseiten-Auslass 39B in dem Verschluss-Block 39 verbindet, und hat in der Zeichnung einen Querschnitt, der im Wesentlichen in vertikaler Richtung lang ist.
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Die zweite Vertiefung 38B ist als eine Verlängerung von der ersten Vertiefung 38A aus zu der am weitesten in der Mitte des Ventilgehäuses 31 liegenden Position hin ausgebildet und hat in der Zeichnung einen Querschnitt, der im Wesentlichen in horizontaler Richtung lang ist. Die erste Vertiefung 38A bildet den kürzesten Strömungsweg, über den das Auftauwasser zwischen dem Ventilseiten-Einlass 39A und dem Ventilseiten-Auslass 39B geleitet wird, während sich die zweite Vertiefung 38B an einer Position außerhalb des oben erwähnten Strömungsweges befindet.
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Dementsprechend ist es wahrscheinlich, dass das in der zweiten Vertiefung 38B geleitete Auftauwasser zum Stillstand kommt, so dass sich das abgekühlte Auftauwasser sammelt und die Auftaufunktion nicht ausreichend erfüllen kann. Daher ist in der beispielhaften Ausführungsform das weiter unten beschriebene Drosselelement 39B vorhanden. Vorhandensein des Drosselelementes 39B fördert Auftauen des eingefrorenen Teils zwischen der Buchse 37 und dem über die Buchse 37 gelagerten Schaft 36.
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Beschreibung des Verschluss-Blocks
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Der Verschluss-Block 39 wird durch ein maschinell gearbeitetes Blockelement einer vorgegebenen Dicke gebildet, das einen Ventilseiten-Einlass 39A und einen Ventilseiten-Auslass 39B einschließt. Der Verschluss-Block 39 ist an einer flachen Anbringungsfläche 31I des Hauptkörpers des Ventils 31 an einer Position angebracht, an der der Verschluss-Block 39 die Öffnung 38C des Ventilseiten-Wassermantels 38 verschließt. Ein ringförmiges Dichtungselement 39C ist zwischen der Anbringungsfläche 31I und dem Verschluss-Block 39 angeordnet.
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Die Anbringungsfläche 31I des Ventilgehäuses 31 ist eine Fläche, die mittels eines Oberflächenbehandlungsprozesses maschinell so bearbeitet worden ist, dass sie eine vorgegebene Oberflächenrauigkeit hat. Eine Rückführungsleitung (nicht dargestellt), über die das Abgas in den Abgas-Einlass 3A des Abgasrückführungsventils 3 eingeleitet wird, ist ebenfalls an der Anbringungsfläche 31I angebracht.
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Der Verschluss-Block 39 enthält das Drosselelement 39D in Form der Öffnung, die mit dem Ventilseiten-Einlass 39A in Verbindung steht und über den Ventilseiten-Wassermantel 38 auf den Schaft 36 zu ausgerichtet ist. Das heißt, das Drosselelement 39n ist, wie mit einer durchgehenden Pfeillinie A in der Zeichnung gezeigt, so ausgerichtet, dass das Auftauwasser auf die Mitte der zweiten Vertiefung 38B zu eingespritzt wird.
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Mit dieser Anordnung wird das Auftauwasser kräftig auf die zweite Aussparung 38B zu eingespritzt, um das Auftauwasser, das dazu neigt, in der zweiten Aussparung 38B zum Stillstand zu kommen, direkt aufzurühren und Strömen des Auftauwassers zu fördern. Daher wird der Teil, an dem der festgefrorene Schaft 36 und die Buchse 37 aneinander haften, durch die Temperatur des kontinuierlich einströmenden Auftauwassers vorteilhafterweise aufgewärmt.
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Die Richtung des Drosselelementes 39D ist nicht auf die oben beschriebene Richtung beschränkt, sondern kann eine Richtung sein, in der das Fluid beispielsweise an einer Innenwandfläche der zweiten Vertiefung 38B entlang eingespritzt wird, wie dies mit Zweipunktstrichlinien-Pfeilen B und C in der Zeichnung dargestellt ist.
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Beschreibung des Stroms von Motor-Kühlwasser und Auftauwasser
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Wenn beispielsweise der Motor 10 in kalten Regionen und dergleichen über Nacht stillsteht, friert Wasser, das in dem mittels der Abgasrückführung zurückgeführten Abgas enthalten ist, durch ein Absinken der Außenlufttemperatur ein, so dass der Schaft 36 an der Buchse 37 anhaftet. In diesem Zustand wird, wenn der Motor 10 am nächsten Morgen wieder angelassen wird, die Wasserpumpe 15 angetrieben, um das Motor-Kühlwasser in dem ersten Kühlwasserkreis 13 des Motor-Kühlwasserkreises 11 umzuwälzen und das aus dem Motor-Wassermantel 12 in dem Ventil-Auftauwasserkreis 2 abgezweigte Motor-Kühlwasser (das Auftauwasser) umzuwälzen.
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Dabei wird, weil der Motor 10 aufgrund einer Motor-Verbrennungstemperatur unmittelbar nach dem Starten des Motors 10 eine hohe Temperatur erreicht, eine Temperatur des Motor-Kühlwassers nicht so erhöht, dass Wärmeaustausch in dem Kühler 17 erforderlich ist, sondern erreicht schnell eine Temperatur, die ausreicht, um warme Luft für eine Klimaanlage zu erzeugen. Desgleichen erreicht eine Temperatur des Motor-Kühlwassers als das Auftauwasser ebenfalls schnell eine Temperatur, die hoch genug ist, um den eingefrorenen Teil zwischen dem Schaft 36 und der Buchse 37 aufzutauen. Da das Motor-Kühlwasser nicht eine außerordentlich hohe Temperatur erreicht, bleibt der Thermostat 16 geschlossen. Dementsprechend wird das Motor-Kühlwasser nicht in dem zweiten Motor-Kühlwasserkreis umgewälzt, der den Kühler 17 einschließt, so dass das von dem Kühler 17 gekühlte Motor-Kühlwasser und das Auftauwasser an der Einmündung nicht vermischt werden. Folglich wird das Auftauwasser auf einer Temperatur gehalten, die zum Auftauen des eingefrorenen Teils geeignet ist, so dass der eingefrorene Teil schnell aufgetaut wird und die Abgasrückführung in kurzer Zeit in Gang gesetzt werden kann.
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Wenn der Motor 10 in Gang gehalten wird, nachdem der eingefrorene Teil aufgetaut ist, wird, da die Temperatur des Motor-Kühlwassers eine ausreichend hohe Temperatur erreicht, der Thermostat 16 geöffnet, so dass das Motor-Kühlwasser in dem zweiten Kühlwasserkreis 14 umgewälzt wird und das Motor-Kühlwasser durch den Kühler 17 gekühlt wird. Andererseits wird, obwohl das gefrorene Wasser ebenfalls eine hohe Temperatur erreicht, das erhitzte Wasser mit dem durch den Kühler 17 gekühlten Motor-Kühlwasser vermischt, so dass das Auftauwasser im Wesentlichen die gleiche Temperatur wie die des Motor-Kühlwassers annimmt und auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird. Wenn die Abgasrückführung durchgeführt wird, ist eine Temperatur des Abgases, das durch das Abgasrückführungsventil 3 strömt, erheblich höher als die Temperatur des Auftauwassers. Dementsprechend wirkt das Auftauwasser als Ventil-Kühlwasser zum Kühlen des Schaftes 36 und der Buchse 37, die von dem Abgas erhitzt werden.
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Da der Ventilseiten-Wassermantel 38, wie oben beschrieben, durch den dicken Abschnitt 31H von dem Einstrom-Weg 31B getrennt wird, wird das in dem Einström-Weg 31B strömende Abgas nicht von dem Auftauwasser in dem Abgasrückführungsventil 3 gekühlt.
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Gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann, obwohl es wahrscheinlich ist, dass das Auftauwasser in der zweiten Vertiefung 38B des Ventilseiten-Wassermantels 38 zum Stillstand kommt, der sich in dem Abgasrückführungsventil 3 befindet, und nicht in der ersten Vertiefung 38A nahe an dem Ventilseiten-Einlass 39A und nahe an dem Ventilseiten-Auslass 39B des Auftauwassers, da das auf die zweite Vertiefung 38B zu geöffnete Drosselelement 39D an dem Ventilseiten-Einlass 39A vorhanden ist, das einströmende Auftauwasser kräftig in die zweite Vertiefung 38B hinein gespritzt werden. Durch diese Anordnung wird, da das Auftauwasser selbst in der zweiten Vertiefung 38B zuverlässig umgewälzt wird, der Teil, in dem der festgefrorene Schaft 36 und Buchse 37 aneinander haften, schnell erwärmt, so dass das Auftauen des anhaftenden Teils beschleunigt wird und eine zum Durchführen von Abgasrückführung erforderliche Anlaufzeit zuverlässig verkürzt werden kann.
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Es sollte klar sein, dass der Schutzumfang der Erfindung nicht auf die oben beschriebene/n beispielhafte/n Ausführungsform/en beschränkt ist, sondern Abwandlungen und Verbesserungen einschließt, sofern die Abwandlungen und Verbesserungen mit der Erfindung vereinbar sind.
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In der oben dargestellten beispielhaften Ausführungsform ist der Ventil-Auftauwasserkreis 2 so eingerichtet, dass das Auftauwasser aus dem Motor-Wassermantel 12 abgezweigt wird und das Auftauwasser wieder zu der Stelle zurückgeleitet wird, an der der erste und der zweite Kühlwasserkreis 13 und 14 des Motor-Kühlwasserkreises 11 ineinander münden. Der Aufbau des Ventil-Auftauwasserkreises 2 ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Das heißt, es ist lediglich erforderlich, dass eine Position, an der der Ventil-Auftauwasserkreis 2 von dem Motor-Kühlwasserkreis 11 abzweigt, zwischen den Thermostat 16 und einer Seite der Wasserpumpe 15 liegt, an der das Motor-Kühlwasser abgeleitet wird. Beispielsweise kann der Ventil-Auftauwasserkreis 2 von einer stromauf liegenden Seite des Thermostats 16 in dem ersten Kühlwasserkreis 13 abgezweigt werden, die außerhalb des Motors 10 liegt.
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Des Weiteren muss der Ventil-Auftauwasserkreis 2 lediglich an einer Position zwischen einer Seite des Kühlers 17, an der das Motor-Kühlwasser abgeleitet wird, und einer Seite der Wasserpumpe 15, an der das Motor-Kühlwasser eingeleitet wird, zu dem Motor-Kühlwasserkreis 11 zurückgeführt werden. Unter dem Aspekt des Gleichgewichtes zwischen einer Durchflussrate des in dem Ventil-Auftauwasserkreis 2 fließenden Auftauwassers und einer Durchflussrate des in dem Motor-Kühlwasserkreis 11 fließenden Motor-Kühlwassers wird die Rückführposition vorzugsweise wie in der oben dargestellten beispielhaften Ausführungsform beschrieben bestimmt, oder so festgelegt, dass sie näher an der Wasserpumpe 15 in dem ersten Kühlwasserkreis 13 liegt.
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Die Erfindung kann bei einem Abgasrückführungsventil eines Motors eingesetzt werden, der in einer Baumaschine, einem Arbeitsfahrzeug, wie beispielsweise einem landwirtschaftlichen Fahrzeug, sowie einem Lieferfahrzeug, einem stationären Generator oder dergleichen, installiert ist.
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Erläuterung von Bezugszeichen
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- 1 ... Auftausystem, 3 ... Abgasrückführungsventil, 10 ... Motor, 11 ... Motor-Kühlwasserkreis (Kühlwasserkreis), 13 ... erster Kühlwasserkreis, 14 ... zweiter Kühlwasserkreis, 15 ... Wasserpumpe (Pumpe), 16 ... Thermostat, 17 ... Kühler, 21 ... Zuleit-Strömungsweg, 22 ... Rückleit-Strömungsweg, 31 ... Ventilgehäuse, 34 ... erstes Ventilelement (Ventilelement), 35 ... zweites Ventilelement (Ventilelement), 36 ... Schaft, 38 ... Ventilseiten-Wassermantel (Vertiefung), 39A ... Ventilseiten-Einlass (Einlass), 39B ... Ventilseiten-Auslass (Auslass), 39D ... Drosselelement.
