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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein doppelt-exzentrisches oder versetztes Ventil, in dem ein Ventilelement angeordnet ist, bei dem ein Drehzentrum (eine Rotationswelle) exzentrisch von einer Mitte eines Ventillochs eines Ventilsitzes angeordnet ist und eine Dichtungsfläche des Ventilelements exzentrisch von der Rotationswelle angeordnet ist.
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STAND DER TECHNIK
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Patentdokument 1 offenbart eine Abgasrückführvorrichtung, die derart ausgebildet ist, dass ein Ventilelement eines Butterfly-Ventils aus einer vollständig geschlossenen Stellung geöffnet und bei einem vorgegebenen Öffnungsgrad angehalten wird, wodurch ein Festkleben zwischen einem Ventilsitz und einem Ventilelement aufgrund von Ablagerungen während einer Abschaltung eines Drehsolenoids verhindert wird.
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DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK – PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: JP-A-2001-214816
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Von der Erfindung zu lösende Probleme
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Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Technik, hält das Butterfly-Ventil jedoch an irgendeinem mittleren Punkt innerhalb eines drehbaren Bereichs des Butterfly-Ventils an. Wenn ein Spalt zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement somit klein eingestellt ist, um eine Leckagemenge zu verringern, können sich der Ventilsitz und das Ventilelement beispielsweise ineinander verbeißen. Somit konnte ein Verkleben zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz nicht zuverlässig verhindert werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Umstände gemacht, die oben genannten Probleme zu lösen, und sie hat den Zweck, ein doppelt-exzentrisches Ventil zu schaffen, das in der Lage ist, ein Verkleben zwischen einem Ventilsitz und einem Ventilelement zuverlässig zu verhindern.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Um den oben genannten Zweck zu erfüllen, schafft die Erfindung in einem Gesichtspunkt ein Doppel-Exzenter-Ventil, aufweisend: einen Ventilsitz mit einem Ventilloch und einer an einem Rand des Ventillochs ausgebildeten Sitzoberfläche; ein Ventilelement, das mit einer Abdichtungsoberfläche an einem der Sitzoberfläche entsprechenden äußeren Umfang ausgebildet ist; eine Rotationswelle, die integriert mit dem Ventilelement vorgesehen ist, um das Ventilelement zu drehen, wobei die Rotationswelle eine zentrale Achse aufweist, die sich parallel zu einer radialen Richtung des Ventilelements und des Ventillochs erstreckt, wobei die zentrale Achse der Rotationswelle exzentrisch von einer Mitte des Ventillochs in einer anderen radialen Richtung des Ventillochs angeordnet ist, und wobei die Abdichtungsoberfläche exzentrisch von der zentralen Achse der Rotationswelle zu einer Erstreckungsrichtung einer zentralen Achse des Ventilelements hin angeordnet ist, wobei das Doppel-Exzenter-Ventil des Weiteren aufweist: einen Antriebsmechanismus, der so ausgebildet ist, dass er eine Antriebskraft erzeugt, um die Rotationswelle in einer Ventilöffnungsrichtung zu drehen; ein Antriebskraftaufnahmeteil, das integriert mit der Rotationswelle vorgesehen und dafür ausgebildet ist, die Antriebskraft aufzunehmen; ein Lager, das in einer Position zwischen dem Ventilelement und dem Antriebskraftaufnahmeteil in einer Richtung der zentralen Achse der Rotationswelle angeordnet ist, um die Rotationswelle abzustützen; und eine Rückstellfeder, die so ausgebildet ist, dass sie eine Rückstellfederkraft erzeugt, um die Rotationswelle in einer Ventilschließrichtung zu drehen, und wobei während eines Nicht-Betriebs des Antriebsmechanismus das Doppel-Exzenter-Ventil eine Trennrichtungsdruckkraft erzeugt, um zu bewirken, dass sich die Rotationswelle um das Lager herum neigt, das als eine Drehachse dient, und das Ventilelement in einer Richtung von dem Ventilsitz weg drückt, wobei die Trennrichtungsdruckkraft eine Kraft ist, die von der Rückstellfederkraft bewirkt wird und in einer Richtung senkrecht zu einer zentralen Achse des Lagers wirkt.
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Wenn sich das doppelt-exzentrische Ventil während eines Antriebshalts und eines Nicht-Betriebs eines Antriebsmechanismus in einem geschlossenen Ventilzustand befindet, wird gemäß dem oben beschriebenen Gesichtspunkt ein kleiner Spalt zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement erzeugt. Selbst wenn Ablagerungen an dem Ventilsitz oder dem Ventilelement anhaften, können der Ventilsitz und das Ventilelement daher daran gehindert sein, aneinander zu haften. Der Ventilsitz und das Ventilelement können darüber hinaus auch daran gehindert sein, aufgrund einer Vereisung aneinander zu haften. Folglich kann das doppelt-exzentrische Ventil stabile Öffnungs- und Schließvorgänge durchführen. Darüber hinaus wird das Ventilelement durch die Trennrichtungsdruckkraft in einer Richtung von dem Ventilsitz weg bewegt. Selbst wenn Fremdkörper während eines Ventilschließvorgangs zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement gefangen sind, fallen die Fremdkörper nicht ab und bewirken somit nicht ein Verbeißen zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement. Dadurch kann zuverlässig verhindert werden, dass der Ventilsitz und das Ventilelement miteinander verkleben.
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Unter dem oben beschriebenen Gesichtspunkt, während des Betriebs des Antriebsmechanismus, erzeugt das doppelt-exzentrische Ventil vorzugsweise eine Sitzrichtungsdruckkraft, um die Rotationswelle zu veranlassen, die Rotationswelle um das Lager zu neigen, das als eine Drehachse dient, und das Ventilelement in einer Richtung zu dem Ventilsitz hin zu drücken, wobei die Sitzrichtungsdruckkraft eine Kraft ist, die von der Antriebskraft verursacht wird und in einer Richtung senkrecht zu der zentralen Achse des Lagers wirkt.
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Gemäß dem oben beschriebenen Gesichtspunkt kann der offene Bereich (der Spalt zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement) in einem anfänglichen Stadium eines Ventilöffnungsvorgangs klein eingestellt sein. Somit kann durch das Ventilelement bei einem kleinen Öffnungsgrad eine niedrige Strömungsrate erreicht werden. Dieses kann die Genauigkeit der Strömungssteuerung vergrößern, während sich das Ventilelement bei dem kleinen Öffnungsgrad befindet.
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Unter dem oben beschriebenen Gesichtspunkt wird das Ventilelement durch die Sitzrichtungsdruckkraft vorzugsweise dazu veranlasst, sich auf den Ventilsitz zu setzen.
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Gemäß dem oben genannten Gesichtspunkt kann der offene Bereich in dem anfänglichen Stadium des Ventilöffnungsvorgangs kleiner eingestellt werden als in dem oben genannten Fall. Somit kann durch das Ventilelement mit dem kleinen Öffnungsgrad eine geringere Strömungsrate erzielt werden. Dadurch kann die Genauigkeit der Strömungssteuerung erhöht werden, während sich das Ventilelement bei dem kleinen Öffnungsgrad befindet.
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Unter dem oben genannten Gesichtspunkt ist das doppelt-exzentrische Ventil vorzugsweise so ausgebildet, dass es einen Öffnungsgrad des Ventilelements relativ zu einer Referenzposition steuert, die durch einen Öffnungsgrad des Ventilelements bestimmt wird, das so angeordnet ist, dass es einem Fluid ermöglicht wird, mit einer vorgegebenen Strömungsrate zu strömen.
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Gemäß dem oben genannten Gesichtspunkt wird eine Veränderung in der Strömungsrate in der Referenzposition der Strömungssteuerung verringert, so dass die Genauigkeit der Strömungsrate in Bezug auf den Öffnungsgrad des Ventilelements erhöht werden kann.
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Unter dem oben genannten Gesichtspunkt ist das doppelt-exzentrische Ventil vorzugsweise so ausgebildet, dass es einen Öffnungsgrad des Ventilelements relativ zu einer Referenzposition steuert, die durch einen Öffnungsgrad des Ventilelements bestimmt wird, das in einem geschlossenen Ventilzustand angeordnet ist.
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Gemäß dem oben genannten Gesichtspunkt wird die Referenzposition der Strömungssteuerung eindeutig bestimmt, so dass die Genauigkeit der Strömungsrate in Bezug auf den Öffnungsgrad des Ventilelements erhöht werden kann.
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Der oben genannte Gesichtspunkt umfasst des Weiteren vorzugsweise ein Antriebsübertragungsteil, das zwischen dem Antriebsmechanismus und dem Antriebskraftaufnahmeteil angeordnet und so ausgebildet ist, dass es die Antriebskraft von dem Antriebsmechanismus an das Antriebskraftaufnahmeteil überträgt.
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Gemäß dem oben genannten Gesichtspunkt kann das Antriebsübertragungsteil die von dem Antriebsmechanismus erhaltene Antriebskraft erhöhen und übertragen. Somit kann die von dem Antriebsmechanismus zu erzeugende Antriebskraft klein eingestellt werden. Dadurch kann die Größe des Antriebsmechanismus verringert werden.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß dem doppelt-exzentrischen Ventil, das wie oben beschrieben ausgebildet ist, ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass der Ventilsitz und das Ventilelement aneinander anhaften.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Vorderansicht eines elektrisch betriebenen AGR-Ventils, das mit einem doppelt-exzentrischen Ventil ausgestattet ist;
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2 ist eine Ansicht von oben des elektrisch betriebenen AGR-Ventils, das mit dem doppelt-exzentrischen Ventil ausgestattet ist;
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3 ist eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht einer Ventileinheit in einem vollständig geschlossenen Zustand, in dem ein Ventilelement auf einem Ventilsitz sitzt;
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4 ist eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht der Ventileinheit in einem vollständig geöffneten Zustand, in dem das Ventilelement am weitesten von dem Ventilsitz getrennt ist;
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5 ist eine Seitenansicht des Ventilsitzes, des Ventilelements sowie einer Rotationswelle in dem vollständig geschlossenen Zustand;
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6 ist eine Querschnittsansicht gesehen entlang einer Linie A-A in 5;
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7 ist eine Querschnittsansicht gesehen entlang einer Linie B-B in 1;
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8 ist eine Querschnittsansicht gesehen entlang einer Linie C-C in 1;
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9 ist eine Vorderansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Endrahmen von einem Ventilgehäuse abgenommen worden ist;
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10 ist eine vergrößerte Ansicht (eine teilweise weggeschnittene Ansicht) eines Hauptgetriebes, einer Rückstellfeder sowie eines Zwischengetriebes während des Stillstands eines Motors;
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11 ist eine schematische Ansicht, die Kräfte zeigt, die während des Stillstands des Motors auf das Hauptgetriebe wirken, gesehen von einer Hauptgetriebeseite in einer zentralen Achsenrichtung einer Rotationswelle;
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12 ist eine schematische Ansicht, die den Ventilsitz, das Ventilelement, die Rotationswelle, Lager sowie das Hauptgetriebe darstellt, wobei sie eine Querschnittsansicht gesehen entlang einer Linie D-D in 11 zeigt;
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13 ist eine schematische Ansicht, die Kräfte zeigt, die während eines Betriebs des Motors auf das Hauptgetriebe wirken, gesehen von der Hauptgetriebeseite in der zentralen Achsenrichtung der Rotationswelle;
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14 ist eine schematische Ansicht, die den Ventilsitz, das Ventilelement, die Rotationswelle, die Lager und das Hauptgetriebe darstellt, wobei sie eine Querschnittsansicht gesehen entlang einer Linie E-E in 13 zeigt;
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15 ist ein Diagramm entsprechend 14, wobei es einen Fall darstellt, in dem eine Motorantriebskraft größer als diejenige in 14 eingestellt ist;
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16 ist eine vergrößerte Ansicht (eine teilweise weggeschnittene Ansicht) des Hauptgetriebes, der Rückstellfeder, des Zwischengetriebes sowie deren umgebender Teile bei einem Ventilöffnungsgrad α während des Betriebs des Motors;
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17 ist ein Diagramm entsprechend 15, wobei es einen Fall darstellt, in dem eine Motorantriebskraft größer als diejenige in 15 eingestellt ist;
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18 ist eine vergrößerte Ansicht (eine teilweise weggeschnittene Ansicht) des Hauptgetriebes, der Rückstellfeder, des Zwischengetriebes sowie deren umgebender Teile bei einem Ventilöffnungsgrad β während des Betriebs des Motors;
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19 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Ventilöffnungsgrad und dem offenen Bereich zeigt;
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20 ist eine schematische Ansicht eines Ventilsitzes, eines Ventilelements, einer Rotationswelle, von Lagern sowie eines Hauptgetriebes in einem veränderten Beispiel; und
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21 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Ventilöffnungsgrad und dem offenen Bereich in dem veränderten Beispiel zeigt.
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MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Wie es in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst ein AGR-Ventil (Abgasrückführungsventil) 1 eine Ventileinheit 2, die aus einem doppelt-exzentrischen Ventil gebildet ist, sowie eine Antriebsmechanismuseinheit 3. Die Ventileinheit 2 weist ein Rohrteil 12 auf (siehe 7), das mit einem Strömungsdurchgang 11 ausgebildet ist, der es einem AGR-Gas als ein Fluid ermöglicht, durch diesen hindurch zu strömen. In diesem Strömungsdurchgang 11 sind ein Ventilsitz 13, ein Ventilelement 14 sowie eine Rotationswelle 15 angeordnet (siehe 7 und 8). Die Rotationswelle 15 nimmt eine Antriebskraft (Drehmoment) von der Antriebsmechanismuseinheit 3 auf. Diese Antriebsmechanismuseinheit 3 ist mit einem Motor 32 und einem Geschwindigkeitsreduziermechanismus 33 ausgestattet (siehe 7 und 8).
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Wie es in den 3 und 4 gezeigt ist, ist der Strömungsdurchgang 11 mit einem gestuften Abschnitt 10 ausgebildet, in dem der Ventilsitz 13 durch eine Presspassung befestigt ist. Der Ventilsitz 13 hat eine ringförmige Form, die in der Mitte mit einem Ventilloch 16 ausgebildet ist. An einem Rand des Ventillochs 16 ist eine ringförmige Sitzfläche 17 ausgebildet. Das Ventilelement 14 hat eine kreisförmige Scheibenform mit einer ringförmigen Abdichtungsfläche 18 an einem äußeren Umfang entsprechend der Sitzfläche 17. Das Ventilelement 14 ist an der Rotationswelle 15 befestigt und ganzheitlich mit der Rotationswelle 15 bewegbar. In den 3 und 4 stellt der Strömungsdurchgang 11 unterhalb des Ventilelements 14 eine stromaufwärts angeordnete Seite in dem Strom des AGR-Gases dar, während der Strömungsdurchgang 11 oberhalb des Ventilsitzes 13 eine stromabwärts angeordnete Seite in dem Strom des AGR-Gases darstellt. In dem Strömungsdurchgang 11 ist das Ventilelement 14 insbesondere an einer weiter stromaufwärts angeordneten Seite in einer Strömungsrichtung des AGR-Gases als der Ventilsitz 13 befestigt.
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Wie es in den 5 und 6 dargestellt ist, erstreckt sich die zentrale Achse Ls der Rotationswelle 15 parallel zu einer radialen Richtung des Ventilelements 14 und des Ventillochs 16 und ist exzentrisch oder versetzt von der Mitte P1 des Ventillochs 16 in einer anderen radialen Richtung des Ventillochs 16 angeordnet. Die Abdichtungsfläche 18 des Ventilelements 14 ist exzentrisch von der zentralen Achse Ls der Rotationswelle 15 zu einer Erstreckungsrichtung der zentralen Achse Lv des Ventilelements 14 hin angeordnet. Das Ventilelement 14 ist dafür ausgebildet, sich um die zentrale Achse Ls der Rotationswelle 15 zwischen einer vollständig geschlossenen Position, in der die Abdichtungsfläche 18 des Ventilelements 14 in einem Oberflächenkontakt mit der Sitzfläche 17 des Ventilsitzes 13 steht (siehe 3), und einer vollständig offenen Position (siehe 4), in der die Abdichtungsfläche 18 am weitesten von der Sitzfläche 17 weg ist, zu drehen.
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Wie es in den 7 und 8 dargestellt ist, ist ein aus einem Metall oder einem synthetischen Harz hergestelltes Ventilgehäuse 35 mit dem Strömungsdurchgang 11 und dem Rohrteil 12 versehen. Ein aus einem Metall oder einem synthetischen Harz hergestellter Endrahmen 36 schließt ein offenes Ende des Ventilgehäuses 35. Das Ventilelement 14 und die Rotationswelle 15 sind in dem Ventilgehäuse 35 vorgesehen. Die Rotationswelle 15 weist einen Stift 15a auf, der von einem distalen Ende der Rotationswelle 15 vorsteht. Insbesondere ist der Stift 15a an einem Ende der Rotationswelle 15 (an einer Seite in der Nähe des Ventilelements 14) in einer Richtung der zentralen Achse Ls vorgesehen (siehe 8). An dem anderen Ende der Rotationswelle 15 (an einer Seite in der Nähe des Hauptgetriebes 41) in der Richtung der zentralen Achse Ls ist ein proximaler Endabschnitt 15b vorgesehen.
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An der Rotationswelle 15 ist ein freies Ende an einer distalen Endseite mit dem Stift 15a vorgesehen, so dass das distale Ende in den Strömungsdurchgang 11 des Rohrteils 12 eingesetzt und dort angeordnet wird. Die Rotationswelle 15 wird von einer freitragenden Struktur mit einem ersten Lager 37 und einem zweiten Lager 38 und in einer aufgrund des ersten Lagers 37 und des zweiten Lagers 38 drehbaren Art und Weise in Bezug auf das Ventilgehäuse 35 unterstützt. Das erste Lager 37 und das zweite Lager 38 werden jeweils von einem Kugellager gebildet. Das erste Lager 37 und das zweite Lager 38 sind in entsprechenden Positionen zwischen dem Ventilelement 14 und dem Hauptgetriebe 41 entlang der zentralen Achse Ls der Rotationswelle 15 angeordnet, um die Rotationswelle 15 drehbar abzustützen. Das Ventilelement 14 ist mittels Schweißen an dem Stift 15a befestigt, der an dem distalen Ende der Rotationswelle 15 ausgebildet ist, und ist in dem feststehenden Strömungsdurchgang 11 angeordnet.
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Der Endrahmen 36 ist mit mehreren Klammern 39 an dem Ventilgehäuse 35 befestigt (siehe 1 und 2). Wie es in den 7 und 8 gezeigt ist, ist ein mit einem fächerförmigen Getriebe versehenes Hauptgetriebe 41 an dem proximalen Endabschnitt 15b der Rotationswelle 15 befestigt. Eine Rückstellfeder 40 ist zwischen dem Ventilgehäuse 35 und dem Hauptgetriebe 41 vorgesehen, um eine Rückstellfederkraft Fs1 zu erzeugen (siehe 11). Die Rückstellfederkraft Fs1 ist eine Kraft, durch die die Rotationswelle 15 in einer Ventilschließrichtung gedreht wird, und außerdem eine Kraft, durch die das Ventilelement 14 in die Ventilschließrichtung gedrückt wird.
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Die Rückstellfeder 40 ist ein elastisches Element, das aus einem in einer Spulenform gewundenen Draht hergestellt ist, und ist an beiden Enden mit einem Haken 40a auf der abgewandten Seite und einem Haken 40b auf der zugewandten Seite versehen. Wie es in 10 gezeigt ist, sind der Haken 40a auf der abgewandten Seite und der Haken 40b auf der zugewandten Seite unter einem Intervall von ungefähr 180° in einer Umfangsrichtung der Rückstellfeder 40 unter einem Abstand voneinander angeordnet. Der Haken 40a auf der abgewandten Seite ist auf einer Seite des Ventilgehäuses 35 angeordnet (auf einer abgewandten Seite einer Zeichnungsfläche aus 10), so dass er ein Federhakenteil 35c (siehe 18) des Ventilgehäuses 35 berührt. Im Gegensatz dazu ist der Haken 40b auf der zugewandten Seite an einer Seite des Hauptgetriebes 41 angeordnet (auf einer zugewandten Seite der Zeichnungsfläche aus 10), so dass er ein Federhakenteil 41c des Hauptgetriebes 41 berührt.
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Wie es in den 7 bis 10 gezeigt ist, umfasst das Hauptgetriebe 41 unter anderem ein Stopperteil 41a für den vollständig geschlossenen Zustand, ein Getriebeteil 41b, das Federhakenteil 41c, sowie ein Federführungsteil 41d. In der Umfangsrichtung (einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn in 10) des Hauptgetriebes 41 sind das Stopperteil 41a für den vollständig geschlossenen Zustand, das Getriebeteil 41b und das Federhakenteil 41c in dieser Reihenfolge angeordnet. Das Hauptgetriebe 41 ist integriert mit der Rotationswelle 15 vorgesehen und ist so ausgebildet, dass es eine von dem Motor 32 erzeugte Antriebskraft aufnimmt. Das Stopperteil 41a für den vollständig geschlossenen Zustand ist ein Teil, das an das Stopperteil 35b für einen vollständig geschlossenen Zustand des Ventilgehäuses 35 angrenzt, wenn ein Ventilöffnungsgrad θ Null ist.
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Der Ventilöffnungsgrad θ ist ein Drehwinkel der um die zentrale Achse Ls gedrehten Rotationswelle 15 und entspricht einem Drehwinkel des Hauptgetriebes 41, einem Öffnungswinkel des Ventilelements 14 oder einem Öffnungsgrad des AGR-Ventils. Mit anderen Worten stellt die Zeit, zu der der Ventilöffnungsgrad θ Null ist, die Zeit dar, für die der Drehwinkel der Rotationswelle 15 ein minimaler Winkel innerhalb eines drehbaren Bereichs der Rotationswelle 15 ist. Die 7 bis 10 zeigen den Zeitpunkt, zu dem der Ventilöffnungsgrad θ Null ist.
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Wie es in 10 dargestellt ist, steht das Getriebeteil 41b mit einem mit einem kleinen Durchmesser dimensionierten Getriebe 42b eines Zwischengetriebes 42 in Eingriff. Das Federhakenteil 41c berührt den an der zugewandten Seite liegenden Haken 40b der Rückstellfeder 40 und nimmt die Rückstellfederkraft Fs1 von dem an der zugewandten Seite liegenden Haken 40b auf (siehe 11).
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Wie es in 8 dargestellt ist, ist das Federführungsteil 41d in der spulenförmigen Rückstellfeder 40 angeordnet, um die Rückstellfeder 40 zu halten. Das Federführungsteil 41d ist an einem Abschnitt, der dicht an einem proximalen Ende 15b der Rotationswelle 15 angeordnet ist, integriert mit der Rotationswelle 15 vorgesehen.
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Das Hauptgetriebe 41 weist eine Ausnehmung 41e auf, in der ein Magnet 46 befestigt ist, der im Wesentlichen eine Scheibenform hat, wie es in 8 gezeigt ist. Wenn sich das Hauptgetriebe 41 zusammen mit dem Ventilelement 14 und der Rotationswelle 15 dreht, wird der Magnet 46 daher ebenfalls gedreht, wodurch ein magnetisches Feld des Magneten 46 verändert wird. Diese Veränderung des Magnetfelds des Magneten 46 wird von einem Drehwinkelsensor (nicht dargestellt) erfasst, so dass der Drehwinkel des Hauptgetriebes 41 als der Öffnungsgrad des Ventilelements 14 erfasst wird, das heißt, der Öffnungsgrad des AGR-Ventils.
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Wie es in 7 gezeigt ist, ist der Motor 32 in einem in dem Ventilgehäuse 35 ausgebildeten Haltehohlraum 35a untergebracht und befestigt. Der Motor 32 ist über den Geschwindigkeitsreduziermechanismus 33 antriebsmäßig mit der Rotationswelle 15 gekoppelt, um das Ventilelement 14 so zu betätigen, dass es sich öffnet und schließt. Insbesondere ist eine Ausgangswelle 32a (siehe 9) des Motors 32 fest mit einem Motorgetriebe 43 versehen. Dieses Motorgetriebe 43 ist über das Zwischengetriebe 42 antriebsmäßig mit dem Hauptgetriebe 41 gekoppelt. Der Motor 32 erzeugt eine Antriebskraft, um die Rotationswelle 15 in einer Ventilöffnungsrichtung und in einer Ventilschließrichtung zu drehen.
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Das Zwischengetriebe 42 ist ein Doppelgetriebe, das ein mit einem großen Durchmesser versehenes Getriebe 42a und ein mit einem kleinen Durchmesser versehenes Getriebe 42b aufweist, wobei es über eine Stiftwelle 44 drehbar von dem Ventilgehäuse 35 gehalten wird. Das mit dem großen Durchmesser versehene Getriebe 42a steht antriebsmäßig in einem Eingriff mit dem Motorgetriebe 43, während das mit dem kleinen Durchmesser versehene Getriebe 42b antriebsmäßig mit dem Hauptgetriebe 41 in einem Eingriff steht. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Getriebe 41 bis 43, die den Geschwindigkeitsreduziermechanismus 33 bilden, ein Kunststoffgetriebe, das zur Gewichtsreduzierung aus einem Harzmaterial hergestellt ist.
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Der Motor 32 ist ein Beispiel eines ”Antriebsmechanismus” in der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus überträgt das Zwischengetriebe 42 die Antriebskraft des Motors 32 an die Rotationswelle 15 und entspricht einem Beispiel eines ”Antriebsübertragungsteils” in der vorliegenden Erfindung.
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Wenn in dem AGR-Ventil 1, das wie oben beschrieben ausgebildet ist, der Motor 32 aus einem Zustand mit Energie beaufschlagt wird, in dem sich das Ventilelement 14 in einer vollständig geschlossenen Position befindet, wie es in 3 gezeigt ist, wird die Kraft auf das Hauptgetriebe 41 ausgeübt, die auf die Getriebezähne drückt (die Motorantriebskraft Fm1 (siehe 13)), wodurch die Rotationswelle 15 (das Ventilelement 14) durch das Prinzip der Hebelwirkung in einer Richtung zu dem Ventilsitz 13 hin bewegt wird. Wenn die an den Motor 32 angelegte Antriebsspannung (Strom) schrittweise erhöht wird, werden die Ausgangswelle 32a und das Motorgetriebe 43 anschließend in einer Vorwärtsrichtung gedreht (das heißt einer Richtung zum Öffnen des Ventilelements 14), wobei diese Drehung in der Geschwindigkeit verringert wird und dann an das Hauptgetriebe 41 übertragen wird. Dementsprechend wird das Ventilelement 14 gegen die Rückstellfederkraft Fs1 geöffnet, die von der Rückstellfeder 40 erzeugt wird und die das Ventilelement 14 in die Ventilschließrichtung drückt. Dadurch wird der Strömungsdurchgang 11 geöffnet. Wenn die an den Motor 32 angelegte Antriebsspannung in dem Prozess des Öffnens des Ventilelements 14 auf einem konstanten Niveau gehalten wird, kommen die Motorantriebskraft Fm1 und die Rückstellfederkraft Fs1 anschließend in einen miteinander ausgeglichenen Zustand bei dem Öffnungsgrad des Ventilelements 14 zu diesem Zeitpunkt, so dass das Ventilelement 14 bei einem vorgegebenen Öffnungsgrad gehalten wird.
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Weitere Einzelheiten der Betriebsweisen des AGR-Ventils 1 in der vorliegenden Ausführungsform werden unten beschrieben. Während des Stillstands des Motors 32, der nicht mit Energie beaufschlagt ist (das heißt, während der Zeit, zu der der Motor 32 angehalten ist), ist der Ventilöffnungsgrad θ Null (der Zustand der Rotationswelle 15 bei geschlossenem Ventil). Wie es in 10 dargestellt ist, berührt das Stopperteil 41a des Hauptgetriebes 41 für den vollständig geschlossenen Zustand zu diesem Zeitpunkt das Stopperteil 35b des Ventilgehäuses 35 für den vollständig geschlossenen Zustand. Während dieses Zeitraums ist der Motor angehalten.
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Die Beziehung der Kräfte im Hinblick auf eine Umfangsrichtung der Rotationswelle 15 oder um diese herum während des Stillstands des Motors 32 wird im Folgenden betrachtet. Das Federhakenteil 41c des Hauptgetriebes 41 nimmt die Rückstellfederkraft Fs1 von dem auf der zugewandten Seite angeordneten Haken 40b der Rückstellfeder 40 auf, wie es in 11 dargestellt ist. 11 zeigt ein rechtwinkliges oder kartesisches Koordinatensystem, das aus einem von der zentralen Achse Ls der Rotationswelle 15 dargestellten Ursprung, einer von einer horizontalen Linie dargestellten x-Achse sowie einer von einer vertikalen Linie dargestellten y-Achse besteht, wobei ein erster Quadrant ein von einer +x-Achse und einer +y-Achse definierter Teil ist, ein zweiter Quadrant ein von einer –x-Achse und der +y-Achse definierter Teil ist, ein dritter Quadrant ein von der –x-Achse und einer –y-Achse definierter Teil ist, und ein vierter Quadrant ein von der +x-Achse und der –y-Achse definierter Teil ist. Während des Stillstands des Motors 32 sind der auf der abgewandten Seite angeordnete Haken 40a und das Stopperteil 41a des vollständig geschlossenen Zustands in einer Position angeordnet, die dem ersten Quadranten entspricht, und der auf der zugewandten Seite angeordnete Haken 40b und das Federhakenteil 41c sind in einer Position angeordnet, die dem dritten Quadranten entspricht.
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Auf der Basis des Prinzips der Hebelwirkung wird hier eine Drehachse (ein Drehpunkt) in dem Stopperteil 41a für den vollständig geschlossenen Zustand eingestellt, ein Leistungspunkt (point of effort) wird in dem Federhakenteil 41c eingestellt, und ein Lastpunkt (point of load) wird in einem mittleren Teil zwischen dem Stopperteil 41a für den vollständig geschlossenen Zustand und dem Federhakenteil 41c eingestellt. Somit bewirkt die Rückstellfederkraft Fs1, dass eine Kraft Fs2 auf den mittleren Teil zwischen dem Stopperteil 41a für den vollständig geschlossenen Zustand und dem Federhakenteil 41c wirkt. Dieses wird wie folgt ausgedrückt: ”Kraft Fs2” = 2 × ”Rückstellfederkraft Fs1”. In 11 wird der Abstand zwischen dem Stopperteil 41a für den vollständig geschlossenen Zustand und dem Federhakenteil 41c auf ”2R” eingestellt.
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Die Beziehung der Kräfte im Hinblick auf einen Querschnitt der Rotationswelle 15, gesehen entlang der zentralen Achse Ls während des Stillstands des Motors 32, wird im Folgenden ebenfalls betrachtet. Eine +y-Richtungskomponente der Kraft Fs2 ist eine Kraftkomponente Fs3, wie es in 12 gezeigt ist. Die +y-Richtung stellt eine Richtung senkrecht zu der Richtung der zentralen Achse Lj des ersten Lagers 37 und des zweiten Lagers 38 dar (die x-Richtung) sowie eine Richtung, zu der der Ventilsitz 13 relativ zu dem Ventilelement 14 hin angeordnet wird (eine Aufwärts-Richtung in den Zeichnungsebenen der 11 und 12). Dieses wird wie folgt ausgedrückt: ”Kraftkomponente Fs3” = ”Kraft Fs2” × ”sinθ1”. Der Winkel θ1 ist ein Winkel, der zwischen der Anordnungsrichtung, in der das Stopperteil 41a für den vollständig geschlossenen Zustand und das Federhakenteil 41c angeordnet sind, und der x-Richtung gebildet ist, wie es in 11 dargestellt ist.
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Diese Kraftkomponente Fs3 bewirkt, dass eine Kraft Fs4 (Trennrichtungsdruckkraft) in der +y-Richtung auf das Federführungsteil 41d wirkt. Dieses wird wie folgt ausgedrückt: ”Kraft Fs4” = ”Kraftkomponente Fs3” × Lb/La. Auf diese Weise ist die Kraft Fs4 eine Kraft, die durch die Rückstellfederkraft Fs1 bewirkt wird und in einer Richtung senkrecht zu der zentralen Achse Lj des ersten Lagers 37 und des zweiten Lagers 38 wirkt. Der Abstand La ist ein Abstand von einer Position, in der das erste Lager 37 angeordnet ist, zu einer Position, an der die Kraft Fs4 in der x-Richtung wirkt. Der Abstand Lb ist ein Abstand von der Position, an der das erste Lager 37 angeordnet ist, zu einer Position, an der die Kraft Fs3 in der x-Richtung wirkt.
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Wenn die Kraft Fs4 in der Position des Federführungsteils 41d in der +y-Richtung wirkt, wird die Rotationswelle 15, die ganzheitlich mit dem Federführungsteil 41d ausgebildet ist, dazu veranlasst, sich zu drehen und sich im Uhrzeigersinn in 12 um das erste Lager 37 zu neigen, das als Drehpunkt dient. Durch das Prinzip der Hebelwirkung wird das an dem proximalen Ende 15b der Rotationswelle 15 vorgesehene Hauptgetriebe 41 demgemäß in der +y-Richtung bewegt, während das an dem Stift 15a der Rotationswelle 15 vorgesehene Ventilelement 14 in der –y-Richtung bewegt wird. Somit wird das Ventilelement 14 in einer Richtung von dem Ventilsitz 13 weg bewegt (einer Trennrichtung). Darüber hinaus wird die Rotationswelle 15 zu dem Zeitpunkt durch das zweite Lager 38 daran gehindert, sich weiter zu neigen. Das Ventilelement 14 wird somit in einer Position angehalten, in der es um einen geringen Abstand von dem Ventilsitz 13 getrennt ist. Während der Zeit, in der der Motor 32 nicht betrieben wird und in der sich die Rotationswelle 15 in dem Zustand des geschlossenen Ventils befindet, wird in der oben beschriebenen Art und Weise ein kleiner Spalt zwischen dem Ventilsitz 13 und dem Ventilelement 14 erzeugt. Das Ventilelement 14 ist zu diesem Zeitpunkt in einer Position angeordnet, die in 19, die eine Beziehung zwischen dem Ventilöffnungsgrad θ und dem offenen Bereich S zeigt, durch einen Punkt P1a dargestellt ist. Hierbei entspricht die Zeit, zu der sich die Rotationswelle 15 in dem Zustand des geschlossenen Ventils befindet, der Zeit, zu der der Ventilöffnungsgrad θ (der Öffnungsgrad des Ventilelements 14) Null ist, das heißt, der Zeit, zu der der Drehwinkel der Rotationswelle 15 ein Winkel während des Schließens des Ventils ist (der minimale Winkel innerhalb des drehbaren Winkels der Rotationswelle 15).
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Während des Betriebs des Motors 32, nämlich wenn der Motor 32 mit Energie beaufschlagt wird, wirkt die Motorantriebskraft Fm1 danach von dem Getriebe 42b mit kleinem Durchmesser (siehe 10) des Zwischengetriebes 42 auf das Getriebeteil 41b (siehe 10), um das Hauptgetriebe 41 zu drehen. Unter dem Gesichtspunkt der Kraftbeziehung in Bezug auf die Umfangsrichtung der Rotationswelle 15 zu dieser Zeit wirkt die Motorantriebskraft Fm1 in der –y-Richtung, wie es in 13 gezeigt ist. Diese –y-Richtung ist eine senkrechte Richtung zu der Richtung der zentralen Achse Lj (der x-Richtung) des ersten Lagers 37 und des zweiten Lagers 38 sowie einer Richtung, zu der das Ventilelement 14 relativ zu dem Ventilsitz 13 hin angeordnet ist (einer nach unten gerichteten Richtung in den Zeichnungsebenen der 11 und 12).
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Die Motorantriebskraft Fm1 bewirkt, dass die Kraft Fm2 an der Position der zentralen Achse Ls der Rotationswelle 15 in der –y-Richtung wirkt. Unter dem Gesichtspunkt der Kraftbeziehung in Bezug auf den Querschnitt der Rotationswelle 15 gesehen entlang der zentralen Achse Ls wirkt eine Kraft Fm3 (Sitzrichtungsdruckkraft) des Weiteren an der Position des Federführungsteils 41d in der –y-Richtung, wie es in 14 gezeigt ist. Dieses wird wie folgt ausgedrückt: ”Kraft Fm3” = ”Kraft Fm2” × Lb/La. Während des Betriebs des Motors 32 wird die Kraft Fm3 in der oben beschriebenen Art und Weise erzeugt. Diese Kraft Fm3 ist eine Kraft, die durch die Motorantriebskraft Fm1 verursacht wird und die in einer Richtung senkrecht zu der zentralen Achse Lj des ersten Lagers 37 und des zweiten Lagers 38 wirkt. Die Kraft Fm3 bewirkt, dass sich die Rotationswelle 15 dreht und sich um das erste Lager 37 neigt, das als Drehpunkt dient, wodurch das Ventilelement 14 in einer Richtung zu dem Ventilsitz 13 hin gedrückt wird.
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Wenn die Kraft Fm3 größer wird als die Kraft Fs4, wird die Rotationswelle 15 einstückig mit dem Federführungsteil 41d des Hauptgetriebes 41 dazu veranlasst, sich zu drehen und sich in 14 im Gegenuhrzeigersinn um das erste Lager 37 zu neigen, das als Drehachse dient, wie es in 14 gezeigt ist. Durch das Prinzip der Hebelwirkung wird das Hauptgetriebe 41 folglich in der –y-Richtung bewegt, während sich das Ventilelement 14 in der +y-Richtung bewegt. Das Ventilelement 14 wird daher durch die Kraft Fm3 in einer Richtung zu dem Ventilsitz 13 hin bewegt (einer Sitzrichtung). In der vorliegenden Ausführungsform wird das Ventilelement 14 auf den Ventilsitz 13 gesetzt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Ventilelement 14 an einer Position angeordnet, die in 19, die die Beziehung zwischen dem Ventilöffnungsgrad θ und dem offenen Bereich S zeigt, durch einen Punkt P1b angegeben ist. Wenn ein Motor (nicht dargestellt) angetrieben wird, wird das Ventilelement 14 zu diesem Zeitpunkt durch einen Differentialdruck Fb zwischen einer stromaufwärts liegenden Seite und einer stromabwärts liegenden Seite des Ventilelements 14 unterstützt.
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Wenn die an den Motor 32 anzulegende Antriebsspannung danach ansteigt und die Motorantriebskraft Fm1 somit groß wird, wird die Rotationswelle 15 dazu veranlasst, sich weiter zu drehen und in 15 im Gegenuhrzeigersinn um das erste Lager 37 zu neigen, das als Drehachse dient. Folglich wird das Hauptgetriebe 41 weiter in der –y-Richtung bewegt, während das Ventilelement 14 weiter in der +y-Richtung bewegt wird. Das Ventilelement 14 wird somit weiter in der Richtung zu dem Ventilsitz 13 hin bewegt, wobei die Rotationswelle 15 gegen eine weitere Neigung durch das zweite Lager 38 festgehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Rotationswelle 15 um die zentrale Achse Ls gedreht, während das Ventilelement 14 auf dem Ventilsitz 13 sitzen bleibt, so dass der Ventilöffnungsgrad θ (der Drehwinkel der Rotationswelle 15) den Wert ”α” erhält (siehe 16) und der offene Bereich S sich vergrößert. In diesem Zustand trennt sich das Stopperteil 41a des Hauptgetriebes 41 für den vollständig geschlossenen Zustand von dem Stopperteil 35b des Ventilgehäuses 35 für den vollständig geschlossenen Zustand, wie es in 16 gezeigt ist. Zu dieser Zeit ist das Ventilelement 14 an einer Position angeordnet, die in 19, die die Beziehung zwischen dem Ventilöffnungsgrad θ und dem offenen Bereich S zeigt, durch einen Punkt P1 angegeben ist.
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Wenn die Motorantriebskraft Fm1 danach größer wird, dreht sich die Rotationswelle 15 weiter um die zentrale Achse Ls. Dieses bewirkt, dass sich das Ventilelement 14 von dem Ventilsitz 13 trennt, wie es in 17 dargestellt ist, wodurch der offene Bereich S weiter vergrößert wird. Zu diesem Zeitpunkt erhält der Ventilöffnungsgrad θ den Wert ”β” (siehe 18). Das Ventilelement 14 befindet sich zu diesem Zeitpunkt an einer Position, die in 19, die die Beziehung zwischen dem Ventilöffnungsgrad θ und dem offenen Bereich S darstellt, durch einen Punkt P1d dargestellt ist. In der oben beschriebenen Art und Weise wird der Ventilöffnungsvorgang des AGR-Ventils 1 durch die Motorantriebskraft Fm1 ausgeführt.
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In der vorliegenden Ausführungsform weist das AGR-Ventil 1 die zwei Lager, nämlich das erste und das zweite Lager 37 und 38 auf. Anstelle dieser ersten und zweiten Lager 37 und 38 kann ein einziges Lager installiert sein, oder drei oder mehr Lager können installiert sein.
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Das in der vorliegenden Ausführungsform wie oben beschrieben ausgebildete AGR-Ventil 1 erzeugt die Kraft Fs4 während des Stillstands des Motors 32. Diese Kraft Fs4 ist eine Kraft, die durch die Rückstellfederkraft Fs1 verursacht wird und die in einer senkrechten Richtung zu der zentralen Achse Lj des ersten Lagers 37 wirkt. Die Kraft Fs4 bewirkt, dass sich die Rotationswelle 15 dreht und sich um das erste Lager 37 neigt, das als Drehachse dient, wodurch das Ventilelement 14 in der Richtung von dem Ventilsitz 13 weg vorgespannt wird.
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Wenn sich das AGR-Ventil 1 während des Motorstopps und des Stillstands des Motors 32 in dem geschlossenen Ventilzustand befindet, wird folglich ein kleiner Spalt zwischen dem Ventilsitz 13 und dem Ventilelement 14 erzeugt. Selbst wenn Ablagerungen an dem Ventilsitz 13 oder dem Ventilelement 14 anhaften, werden der Ventilsitz 13 und das Ventilelement 14 somit daran gehindert, aneinander anzuhaften. Ein Verkleben des Ventilsitzes 13 mit dem Ventilelement 14 aufgrund einer Vereisung wird darüber hinaus ebenfalls verhindert. Dadurch können stabile Öffnungs- und Schließvorgänge des AGR-Ventils 1 erzielt werden. Da das Ventilelement 14 durch die Kraft Fs4 in der Richtung von dem Ventilsitz 13 weg bewegt wird, können in dem Fall, dass während des Ventilschließvorgangs Fremdkörper zwischen dem Ventilsitz 13 und dem Ventilelement 14 gefangen werden, die Fremdkörper wegfallen. Somit kann kein Verbeißen zwischen dem Ventilsitz 13 und dem Ventilelement 14 auftreten. Folglich kann ein Verkleben zwischen dem Ventilsitz 13 und dem Ventilelement 14 zuverlässig verhindert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht darüber hinaus keine Notwendigkeit, zusätzlich zu der Rückstellfeder 40 spezielle Komponenten (zum Beispiel eine Feder) vorzusehen, um das Ventilelement 14 von dem Ventilsitz 13 zu trennen. Dadurch kann eine Kostenreduzierung erzielt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform wirkt während des Stillstands des Motors 32 nur die Rückstellfederkraft Fs1. Selbst wenn die Rotationswelle 15 dazu veranlasst wird, sich zu drehen und sich um das erste Lager 37 zu neigen, das als Drehachse dient, wirkt somit nur eine kleine Kraft auf das erste Lager 37. Das erste Lager 37 wird dadurch weniger beschädigt.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kraft Fs4 genauer gesagt erzeugt, wenn der Motor 32 nicht betrieben wird und sich die Rotationswelle 15 in dem Zustand des geschlossenen Ventils befindet. Die Zeit, ”zu der sich die Rotationswelle 15 in dem Zustand des geschlossenen Ventils befindet”, entspricht hierbei der Zeit, zu der der Ventilöffnungsgrad θ Null ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kraft Fm3 erzeugt, wenn der Motor 32 arbeitet. Diese Kraft Fm3 ist die Kraft, die durch die Motorantriebskraft Fm1 verursacht wird und die in der Richtung senkrecht zu der zentralen Achse Lj des ersten Lagers 37 wirkt. Die Kraft Fm3 bewirkt, dass sich die Rotationswelle 15 dreht und sich um das erste Lager 37 neigt, das als Drehpunkt dient, wodurch das Ventilelement 14 in der Richtung zu dem Ventilsitz 13 hin vorgespannt wird.
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Der offene Bereich S (der Spalt zwischen dem Ventilsitz 13 und dem Ventilelement 14) in dem anfänglichen Stadium des Ventilöffnungsvorgangs wird folglich verringert. Dadurch kann eine Strömungsrate reduziert werden, wenn der Öffnungsgrad des Ventilelements 14 klein ist (wenn der Ventilöffnungsgrad θ klein ist). Somit kann die Genauigkeit der Strömungssteuerung mit dem Ventilelement 14 bei einem kleinen Öffnungsgrad erhöht werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird das Ventilelement 14 durch die Kraft Fm3 auf den Ventilsitz 13 gesetzt. Genauer gesagt arbeitet das AGR-Ventil 1 so, dass das Ventilelement 14 durch die Kraft Fm3 einmal auf den Ventilsitz 13 gesetzt wird und dass das Ventilelement 14 dann geöffnet wird.
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Somit kann der offene Bereich S in dem anfänglichen Stadium der Ventilöffnung weiter verringert werden. Folglich kann die Strömungsrate weiter verringert werden, wenn sich das Ventilelement 14 bei einem kleinen Öffnungsgrad befindet. Die Genauigkeit der Strömungssteuerung mit dem Ventilelement 14 bei dem kleinen Öffnungsgrad kann weiter erhöht werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann das AGR-Ventil 1 so ausgebildet sein, dass es den Öffnungsgrad des Ventilelements 14 relativ zu einer Referenzposition steuert, die durch einen Öffnungsgrad des Ventilelements 14 bestimmt wird, der so angeordnet ist, dass Fluid mit einer vorgegebenen Strömungsrate fließen kann. In dem AGR-Ventil 1 wird die Strömungssteuerung beispielsweise dadurch ausgeführt, dass der Ventilöffnungsgrad θ relativ zu α (siehe 19) gesteuert wird. Eine Steuerungseinheit 50 (siehe 1) zur Durchführung dieser Steuerung ist in dem AGR-Ventil 1 installiert oder getrennt von dem AGR-Ventil 1 vorgesehen. Folglich werden Veränderungen in der Strömungsrate bei der Referenzposition für die Strömungssteuerung reduziert, was in einer erhöhten Genauigkeit der Strömungsrate in Bezug auf den Ventilöffnungsgrad θ resultiert.
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Darüber hinaus kann das AGR-Ventil 1 dafür ausgebildet sein, den Öffnungsgrad des Ventilelements 14 relativ zu der Referenzposition zu steuern, die durch einen Öffnungsgrad des Ventilelements 14 bestimmt wird, das in dem geschlossenen Ventilzustand angeordnet ist. In dem AGR-Ventil 1 wird die Strömungssteuerung beispielsweise durch eine Steuerung des Ventilöffnungsgrads θ in Bezug auf Null ausgeführt. Die Steuerungseinheit 50 zur Durchführung dieser Steuerung ist in dem AGR-Ventil 1 installiert oder getrennt von dem AGR-Ventil 1 vorgesehen. Folglich wird die Referenzposition für die Strömungssteuerung eindeutig festgestellt, was in einer erhöhten Genauigkeit der Strömungsrate in Bezug auf den Ventilöffnungsgrad θ resultiert.
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Darüber hinaus weist das AGR-Ventil 1 das zwischen dem Motor 32 und dem Hauptgetriebe 41 angeordnete Zwischengetriebe 42 auf. Das Zwischengetriebe 42 überträgt die Antriebskraft des Motors 32 von dem Motor 32 an das Hauptgetriebe 41.
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Folglich wird die Antriebskraft von dem Motor 32 durch das Zwischengetriebe 42 vergrößert, wobei eine derart vergrößerte Antriebskraft an das Hauptgetriebe 41 übertragen wird. Daher kann die von dem Motor 32 zu erzeugende Antriebskraft verringert werden, was in einer Verkleinerung des Motors 32 resultiert.
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Das nachfolgende modifizierte Beispiel kann ebenfalls realisiert werden. In diesem modifizierten Beispiel, wie es in 20 dargestellt ist, in dem sich das AGR-Ventil 1 in dem Zustand des geschlossenen Ventils befindet (wobei der Ventilöffnungsgrad θ Null ist), selbst wenn die Kraft Fm3 durch die Motorantriebskraft Fm1 verursacht wird, wodurch das Ventilelement 14 zu dem Ventilsitz 13 hin gedrückt wird, sitzt das Ventilelement 14 nicht auf dem Ventilsitz 13. Somit wird der offene Bereich S geringfügig erzeugt. Das Ventilelement 14 ist zu dieser Zeit an einer Position angeordnet, die in 21, die die Beziehung zwischen dem Ventilöffnungsgrad θ und dem offenen Bereich S zeigt, durch einen Punkt P2b dargestellt ist.
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Wenn das Ventilelement 14 durch die Kraft Fm3, die durch die Motorantriebskraft Fm1 verursacht wird, in eine Richtung zu dem Ventilsitz 13 hin gedrückt wird, wird der offene Bereich S wie oben beschrieben geringfügig erzeugt. Somit werden der Ventilsitz 13 und das Ventilelement 14 daran gehindert, während des Ventilöffnungsvorgangs aneinander zu reiben.
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Wenn die Motorantriebskraft Fm1 danach weiter erhöht wird, wird die Rotationswelle 15 gedreht, wodurch der Ventilöffnungsgrad θ und der offene Bereich S vergrößert werden, wie es in 21 gezeigt ist. Das Ventilelement 14 befindet sich zu der Zeit an einer Position, die in 21, die die Beziehung zwischen dem Ventilöffnungsgrad θ und dem offenen Bereich S zeigt, durch einen Punkt P2c dargestellt ist.
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Die zuvor genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und stellen keine Beschränkungen der vorliegenden Erfindung dar. Somit sind verschiedene Verbesserungen und Veränderungen in einem Umfang denkbar, ohne von deren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Beispielsweise kann die Rotationswelle 15 durch eine an beiden Enden unterstützte Struktur mit dem ersten Lager 37 und einem Lager (nicht dargestellt) gehalten sein, das an der dem ersten Lager 37 gegenüberliegenden Seite des Ventilelements 14 gesondert vorgesehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- AGR-Ventil
- 2
- Ventileinheit
- 3
- Antriebsmechanismus
- 11
- Strömungsdurchgang
- 13
- Ventilsitz
- 14
- Ventilelement
- 15
- Rotationswelle
- 15a
- Stift
- 15b
- proximales Ende
- 16
- Ventilloch
- 17
- Sitzfläche
- 18
- Abdichtungsfläche
- 32
- Motor
- 33
- Geschwindigkeitsreduziermechanismus
- 35
- Ventilgehäuse
- 35b
- Stopperteil für vollständig geschlossenen Zustand
- 35c
- Federhakenteil
- 37
- erstes Lager
- 38
- zweites Lager
- 40
- Rückstellfeder
- 40a
- Haken an abgewandter Seite
- 40b
- Haken an zugewandter Seite
- 41
- Hauptgetriebe
- 41a
- Stopperteil für vollständig geschlossenen Zustand
- 41b
- Getriebeteil
- 41c
- Federhakenteil
- 41d
- Federführungsteil
- Ls
- zentrale Achse (der Rotationswelle)
- Lv
- zentrale Achse (des Ventilelements)
- Lj
- zentrale Achse (des Lagers)
- Fs1
- Rückstellfederkraft
- Fs4
- Kraft
- Fm1
- Motorantriebskraft
- Fm3
- Kraft
- θ
- Ventilöffnungsgrad
