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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasrückführvorrichtung,
die ein Abgasrückführsteuerventil
hat, das einen Abgasrückführdurchlass öffnet und
schließt,
und insbesondere auf eine Abgasrückführvorrichtung,
die als einen Ventilkörper eines
Motorgetriebenen Abgasrückführsteuerventils ein
Schmetterlingsventil verwendet.
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Eine
Abgasrückführvorrichtung,
die eine maximale Verbrennungstemperatur verringert und die die
in einem Abgas enthaltenen schadhaften Substanzen (bspw. Stickoxide)
verringert, ist bekannt. In der vorgenannten Abgasrückführvorrichtung
wird ein Auslassrückführgas (ein
AGR-Gas), das ein Teil des innerhalb eines Abgasrohrs einer Brennkraftmaschine
strömenden
Abgases ist, in eine Einlassluft gemischt, die in einem Einlassrohr
strömt.
Jedoch beinhaltet die Rückführung (der
Rückfluss)
des Abgases zu einer Einlassseite eine Verschlechterung einer Ausgabe
der Brennkraftmaschine und der Leistung der Brennkraftmaschine.
Somit muss eine Strömungsrate
des Abgases (eine Abgasrückführmenge: eine
AGR-Menge), das von dem Auslassrohr zu dem Einlassrohr rückgeführt wird,
eingestellt werden. Dementsprechend ist eine Abgasrückführvorrichtung,
bei der ein Abgasrückführrohr (ein
AGR-Rohr) mit einem Abgasrückführsteuerventil
(einem AGR-Steuerventil) versehen ist, allgemein bekannt. Genauer
gesagt wird bei der vorgenannte Abgasrückführvorrichtung der Teil des
Abgases der Brennkraftmaschine von einem Auslasspfad durch das Abgasrückführrohr in
einen Einlasspfad rückgeführt. Ferner
stellt das Abgasrückführsteuerventil
eine Öffnungsfläche eines
Abgasrückführdurchlasses
ein, der in dem Abgasrückführrohr ausgebildet
ist.
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Mit
Bezug auf 10 bis 13 wird nachstehend ein Beispiel
von Strukturen der vorgenannten Abgasrückführsteuerventile beschrieben.
Eine Drehbewegung einer Ausgangswelle 102 eines Elektromotors 101 wird über einen
Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus 103 auf eine Ventilwelle 104 übertragen.
Ein Schmetterlingsventil 105 ist an einem axialen Ende
der Ventilwelle 104 gehalten und daran gesichert. Durch
Drehen des Schmetterlingsventils 105 um eine Drehachse
der Ventilwelle 104 wird ein Abgasrückführdurchlass 111, von
dem das AGR Gas in ein Inneres eines Gehäuses 106 strömt, geöffnet und
geschlossen (siehe beispielsweise US-6135415 und EP-1102929-B1).
Im Inneren des Gehäuses 106 sind
eine Mischkammer 112, ein Luftansaugdurchlass 110 und
ein Luftbeschickungsdurchlass 113 enthalten. In der Mischkammer 112 wird
das von dem Abgasrückführdurchlass 111 strömende Abgas
in die Einlassluft gemischt, die in die Brennkraftmaschine gesogen
wird. Die Einlassluft strömt
durch den Luftansaugdurchlass 110 in ein Inneres der Mischkammer 112.
Die Einlassluft strömt von
der Mischkammer 112 durch den Luftbeschickungsdurchlass 113 zu
einer Einlassöffnung
der Brennkraftmaschine. Der Luftansaugdurchlass 110, die
Mischkammer 112 und der Luftbeschickungsdurchlass 113 bilden
einen Teil eines Einlasspfads der Brennkraftmaschine. Zusätzlich öffnet sich
in einer Innenwandfläche
der Mischkammer 112 eine AGR-Gasrückführöffnung 114. Ein Ventillagerteil 115 hält die Ventilwelle 104 über Lagerteile 116, 117 drehbar.
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Das
vorstehend beschriebene motorbetriebene Abgasrückführsteuerventil verwendet eine Wasserkühlungsstruktur
oder eine Einlassluftkühlungsstruktur.
Die Wasserkühlungsstruktur
kühlt den Elektromotor 101 und
dergleichen unter Verwendung von Kraftmaschinenkühlmittel ab. Die Einlassluftkühlstruktur
kühlt den
Elektromotor 101 und dergleichen unter Verwendung der im
Inneren eines Einlassdurchlasses (eines Einlasspfads) strömenden Einlassluft
ab. Als ein Ergebnis überschreitet
eine Temperatur des Elektromotors 101, des Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus 103,
der Ventilwelle 104 oder des Ventillagerteils 115 in
Folge der Wärmeleitung
des AGR-Gases eine zulässige
Wärmewiderstandstemperatur
nicht. Zusätzlich
geht mit der Wasserkühlstruktur
einher, dass ein Kühlmittelpfad
in dem Gehäuse 106 ausgebildet
ist und dass das Kraftmaschinenkühlmittel
von einem Kühlmittelkreislauf
an der Seite des Fahrzeugs eingesogen wird. Die Einlassluftkühlstruktur
hat eine einfache Struktur und benötigt die Wasserkühlung nicht.
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Jedoch
befinden sich bei dem herkömmlichen
motorbetriebenen Abgasrückführsteuerventil der
Elektromotor 101, der Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus 103 und
die Ventilwelle 104 koaxial entlang einer Achse, die zu
der Mittelachse des Einlasspfads (d.h., des Luftansaugdurchlasses 110,
der Mischkammer 112 und dem Luftbeschickungsdurchlasses 113)
der Brennkraftmaschine senkrecht verläuft, wie dies in 10 und 12 gezeigt ist. Das AGR-Gas mit hoher
Temperatur strömt
von dem Abgasrückführdurchlass 111 durch
die AGR-Gasrückführöffnung 114 in
das Innere der Mischkammer 112. Der Elektromotor 101,
der Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus 103 und das Lagerteil 114 befinden sich
an oder um einen Abschnitt der Innenwandfläche 119 der Mischkammer 112 herum,
zu der das AGR-Gas mit hoher Temperatur von dem Abgasrückführdurchlass
gerichtet ist. Der Lagerteil 114 befindet sich in der Nähe der AGR-Gasrückführöffnung 114.
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Aus
diesem Grund ist es möglich,
dass das vorgenannte AGR-Gas mit hoher Temperatur mit der Innenwandfläche 119 der
Mischkammer 112 in Kontakt kommt, bevor es ausreichend
mit der Einlassluft gemischt ist, die von dem Luftansaugdurchlass 110 in das
Innere der Mischkammer 112 strömt, um dessen Temperatur zu
senken. Der Kontakt des AGR-Gases mit hoher Temperatur mit der Innenwandfläche 119 erleichtert
die Leitung der Wärme
des AGR-Gases mit hoher Temperatur zu dem Elektromotor 110,
dem Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus 103 und das Lagerteil 116 über das
Gehäuse 106,
was darin hinderlich ist, den Elektromotor 101 und dergleichen effizient
zu kühlen.
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Die
vorliegende Erfindung geht die vorgenannten Nachteile an. Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Abgasrückführvorrichtung
zu schaffen, die einen Motor und dergleichen unter Verwendung einer
Einlassluft, die in eine Brennkraftmaschine eingesogen wird, effizient
abkühlt.
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Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen ist eine Abgasrückführvorrichtung
vorgesehen, die ein Gehäuse,
ein Schmetterlingsventil und einen Motor aufweist. Das Gehäuse hat
einen Abgasrückführdurchlass,
durch den ein Teil eines Abgases der Brennkraftmaschine von einer
Auslassseite zu einer Einlassseite der Kraftmaschine rückgeführt wird. Das
Gehäuse
hat eine Mischkammer und einen Luftansaugdurchlass. In der Mischkammer
wird das von dem Abgasrückführdurchlass
rückgeführte Abgas
in eine Einlassluft gemischt, die in die Brennkraftmaschine eingesogen
wird. Die Einlassluft strömt von
dem Luftansaugdurchlass in ein Inneres der Mischkammer. Der Luftansaugdurchlass
ist bezüglich
einer Einlassluftströmungsrichtung
an einer stromaufwärtigen
Seite der Mischkammer ausgebildet. Das Schmetterlingsventil ist
beweglich in dem Gehäuse
aufgenommen, um den Abgasrückführdurchlass
zu öffnen
und zu schließen.
Der Motor erzeugt eine Antriebskraft, die das Schmetterlingsventil antreibt.
Der Motor befindet sich benachbart zu einer Innenwandfläche des
Luftansaugdurchlasses, so dass der Motor durch die Einlassluft,
die durch den Luftansaugdurchlass strömt, gekühlt werden kann.
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Die
Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Ausgaben, Merkmalen
und Vorteilen am Besten aus der nachstehenden Beschreibung, den beiliegenden
Ansprüchen
und den begleitenden Zeichnungen verstanden, in denen:
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1 eine
schematische Ansicht ist, die eine Struktur eines AGR-Steuerventils
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
Schnittansicht ist, die eine Gesamtstruktur des AGR-Steuerventils
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiels
zeigt;
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3 eine
Schnittansicht ist, die die Gesamtstruktur des AGR-Steuerventils
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiels
zeigt;
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4 eine
Frontansicht ist, die die Gesamtstruktur des AGR-Steuerventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiels
zeigt;
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5 eine
Seitenansicht ist, die die Gesamtstruktur des AGR-Steuerventils
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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6 eine
Draufsicht ist, die die Gesamtstruktur des AGR-Steuerventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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7A und 7B schematische
Ansichten sind, die Strukturen von AGR-Steuerventilen gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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8A, 8B und 8C schematische Ansichten
sind, die Strukturen von AGR-Steuerventilen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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9A eine
schematische Ansicht ist, die eine Struktur eines AGR-Steuerventils
gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9B eine
Schnittansicht entlang einer Linie IXB-IXB aus 9A ist;
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10 eine
schematische Ansicht ist, die eine Struktur eines früher vorgeschlagenen
Abgasrückführsteuerventils
zeigt;
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11 eine
Seitenansicht ist, die eine Gesamtstruktur des früher vorgeschlagenen
Abgasrückführsteuerventils
zeigt;
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12 eine
Schnittansicht entlang einer Linie XII-XII in 11 ist;
und
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13 eine
Frontansicht ist, die die Gesamtstruktur des früher vorgeschlagenen Abgasrückführsteuerventils
zeigt.
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Ein
Motor befindet sich mit Bezug auf eine Strömungsrichtung einer Einlassluft
stromaufwärts einer
Mischkammer, genauer gesagt in der Nähe einer Innenwandfläche eines
Luftansaugdurchlasses, durch den eine frische Einlassluft mit einer
viel geringeren Temperatur als die des Abgases strömt. Als
ein Ergebnis werden der Motor und Motorperipherieteile (eine Gummidichtung,
etwa eine Öldichtung
und eine Dichtpackung) unter Verwendung der Einlassluft der Brennkraftmaschine
effizient abgekühlt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 bis 6 zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt
eine vereinfachte Struktur eines Abgasrückführsteuerventils der vorliegenden
Erfindung. 2 bis 6 zeigen
eine Gesamtstruktur des Abgasrückführsteuerventils.
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Das
Abgasrückführsteuerventil
der vorliegenden Erfindung wird in einer Brennkraftmaschine (im
Weiteren als eine Kraftmaschine bezeichnet) eingesetzt. Die Abgasrückführvorrichtung
ist an einen Auslasspfad angeschlossen, der in einem Abgasrohr der
Kraftmaschine vorgesehen ist. Die Abgasrückführvorrichtung hat ein Abgasrückführrohr (nicht
gezeigt), um einen Teil des Abgases (ein Auslassrückführgas: im
Weiteren als ein AGR-Gas
bezeichnet) in ein in einem Einlassrohr vorgesehenen Einlasspfad rückzuführen (rückströmen zu lassen).
Ferner hat die Abgasrückführvorrichtung
zudem das Abgasrückführsteuerventil
(im Weiteren als ein AGR-Steuerventil
bezeichnet) 1, das eine AGR-Gasrückführmenge (eine AGR-Menge), die
durch einen in dem Abgasrückführrohr vorgesehen
Abgasrückführdurchlass strömt, kontinuierlich
oder allmählich
einstellt. Ein stromaufwärtiges
Ende des Abgasrückführrohrs
ist an einen Auslasskrümmer
des Auslassrohrs angeschlossen. Ein stromabwärtiges Ende des Abgasrückführrohrs
ist an dem AGR-Steuerventil 1 angeschlossen.
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Das
AGR-Steuerventil 1 der vorliegenden Erfindung hat ein Gehäuse 2,
ein Schmetterlingsventil (d.h. einen Ventilkörper des AGR-Steuerventils 1) 4,
eine Ventilwelle 5 und eine Schraubenfeder 6.
Das Gehäuse 2 bildet
einen Teil des Einlassrohrs der Kraftmaschine und einen Teil des
Abgasrückführrohrs.
Das Schmetterlingsventil 4 ist in einer zylindrischen Düse 3 aufgenommen,
die in das Gehäuse 2 gepasst
ist und dadurch gehalten ist. Ferner kann das Schmetterlingsventil 4 sich
in der zylindrischen Düse 3 öffnen und
schließen.
Die Ventilwelle 5 wird einstückig mit dem Schmetterlingsventil 4 gedreht. Die
Schraubenfeder 6 spannt das Schmetterlingsventil 4 in
einer Ventilöffnungs-
oder Ventilschließrichtung
vor. Eine Ventilantriebsvorrichtung, die das Schmetterlingsventil 4 öffnet und
schließt,
hat einen Elektromotor 7, einen Kraftübertragungsmechanismus (in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
einen Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus) und dergleichen. Der
Elektromotor 7 arbeitet mit elektrischer Energie. Der Kraftübertragungsmechanismus überträgt eine
Rotationsbewegung einer Motorwelle 8 des Elektromotors 7 zu
der Ventilwelle 5. Die Ventilantriebsvorrichtung ist in
einer solchen Art und Weise konstruiert, dass die Ventilantriebsvorrichtung
(insbesondere der Elektromotor 7) durch eine Kraftmaschinensteuereinheit
(im Weiteren als eine ECU bezeichnet) elektrisch gesteuert ist.
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Das
AGR-Steuerventil 1 hat eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung
einer kontaktfreien Bauweise. Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung
wandelt einen Rotationswinkel (einen Ventilöffnungsgrad) des Schmetterlingsventils 4 in
ein entsprechendes elektrisches Signal um und gibt das elektrische
Signal, das den Ventilöffnungsgrad
anzeigt, zu der ECU aus. Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung
hat einen Dauermagneten (einen Magneten) 11, ein Joch (einen
magnetischen Körper) 12 und
einen AGR-Mengensensor. Der Magnet 11 ist als eine Magnetfeldquelle
an ein Ende der Ventilwelle 5, das dem Schmetterlingsventil 4 in
einer Axialrichtung der Ventilwelle 5 entgegengesetzt ist,
gesichert. Das Joch 12 wird durch den Magneten 11 magnetisiert.
Der AGR-Mengensensor wirkt mit dem Magneten 11 und dem
Joch 12 zusammen, um einen Magnetkreislauf zu bilden. Der
Magnet 11 und das dadurch magnetisierte Joch 12 sind
mit Hilfe eines Klebstoffs oder dergleichen an einer Innenumfangsfläche eines
Rotors 13 befestigt. Der AGR-Mengensensor hat einen Hall-IC 14,
der einer Innenumfangsfläche
des Jochs 12 zugewandt angeordnet ist. Der AGR-Mengensensor
erfasst den Einfluss des AGR-Gases in einer Einlassluft, die in
das Einlassrohr strömt.
Das heißt,
der Sensor erfasst die AGR-Menge in dem AGR-Gas in dem Einlassrohr und
sendet eine Ausgabe zu der ECU. Der Hall-IC 14 ist ein
IC (ein integrierter Schaltkreis), in dem ein Hall-Element (ein
Magnetismuserfassungselement einer kontaktfreien Bauweise) mit einer
Verstärkerschaltung
integriert ist. Der Hall-IC 14 gibt ein Spannungssignal
entsprechend einer Dichte eines Magnetflusses aus, der den Hall-IC 14 passiert.
Außerdem
kann anstelle des Hall-IC 14 das Hall-Element, ein magnetwiderstandsfähiges Element
als das kontaktfreie Magnetismuserfassungselement verwendet werden.
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Die
ECU hat einen Mikrocomputer mit einer allgemein bekannten Konfiguration.
Der Mikrocomputer hat eine CPU, eine Speichereinrichtung (einen Speicher,
etwa einen ROM und einen RAM), eine Eingangsschaltung und eine Ausgangsschaltung. Die
CPU führt
eine Steuerung und Verarbeitung durch und die Speichervorrichtung
speichert verschiedene Programme und Daten. Die ECU steuert den Öffnungsgrad
des Schmetterlingsventils 4 elektronisch auf Grundlage
eines in dem Speicher gespeicherten Steuerprogramms, wenn ein Zündschalter
(nicht gezeigt) eingeschaltet ist (IG·AN). Ferner beendet die ECU
den vorgenannten Steuerbetrieb, der auf Grundlage des in dem Speicher
gespeicherten Steuerprogramms durchgeführt wird, wenn der Zündschalter
ausgeschaltet ist (IG·AUS).
Nach einer A/D-Umwandlung durch einen A/D-Wandler wird ein von jedem
Sensor gesendetes Sensorsignal in den Mikrocomputer der ECU eingegeben.
Der Mikrocomputer ist an dem AGR-Mengensensor,
einem Kurbelwinkelsensor, einem Beschleunigeröffnungsgradsensor, einem Luftmassenmesser
und einem Kühlmitteltemperatursensor
angeschlossen.
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Eine
erste eintrittsseitige Endöffnung
des Gehäuses 2 ist
an dem Einlassrohr oder an einem Drosselkörper an einer Luftreinigerseite
angeschlossen. Eine zweite eintrittsseitige Endöffnung des Gehäuses 2 ist
an dem Abgasrückführrohr angeschlossen.
Eine ausgangsseitige Endöffnung
des Gehäuses 2 ist
an einem Einlasskrümmer
oder einem Zwischenbehälter
angeschlossen. Das Gehäuse 2 ist eine
Vorrichtung, die das Schmetterlingsventil 4 innerhalb der
Düse 3 in
einer solchen Art und Weise drehbar hält, dass das Schmetterlingsventil 4 in
einer Drehrichtung von einer Vollverschlussstellung zu einer Vollöffnungsstellung
drehbar ist.
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Das
Gehäuse 2 ist
an dem Abgasrückführrohr oder
dem Einlassrohr der Kraftmaschine mit Hilfe von Befestigungselementen
(nicht gezeigt), etwa Schrauben, befestigt. Das Gehäuse 2 ist
ein Aluminiumlegierungsgussteil und hat eine vorbestimmte Gestalt.
Ein zylindrischer Düsenaufnahmeteil 15,
der die Düse 3 aufnimmt,
ist einstückig
mit dem Gehäuse 2 ausgebildet.
Ein Ventillagerteil 19 ist einstückig mit dem Gehäuse 2 ausgebildet.
Der Ventillagerteil 19 stützt die Ventilwelle 5 des
Schmetterlingsventils 4 über eine Hülse (ein Lagerteil) 16,
eine Öldichtung (ein
Dichtmittel) 17, etwa eine Gummidichtung, und ein Kugellager
(ein Lagerteil) 18, drehbar. Die Düse 3 bildet einen
Teil des Abgasrückführrohrs.
Die Düse 3 ist
ein röhrenförmiges Teil,
das das Schmetterlingsventil 4, welches sich innerhalb
des röhrenförmigen Teils öffnen und
schließen
kann, aufnimmt. Insbesondere ist die Düse 3 aus einem feuerfesten
Material gebildet, das hohen Temperaturen Widerstand bietet, beispielsweise
aus rostfreiem Stahl oder dergleichen. Ein Ventilsitz 20,
auf den das Schmetterlingsventil 4 aufgesetzt werden kann,
ist in einer Bohrungsfläche
(einer Innenumfangsfläche)
der Düse 3 vorgesehen.
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Der
Luftansaugdurchlass (erster eingangsseitiger Durchlass) 21,
ein Abgasrückführdurchlass (ein
zweiter eintrittsseitiger Durchlass) 22, eine Mischkammer 23 und
ein Luftbeschickungsdurchlass (ein austrittsseitiger Durchlass) 24 sind
in dem Gehäuse 2 ausgebildet.
Die Einlassluft, die durch den Luftreiniger gefiltert wurde, strömt in den
Luftansaugdurchlass 21 über
den Einlasspfad des Einlassrohrs, das sich an einer stromaufwärtigen Seite
des Luftansaugdurchlasses 21 befindet. Ein Teil des Abgases, das
aus einer entsprechenden Brennkammer der Kraftmaschine ausströmt, strömt über den Abgasrückführdurchlass
an der Seite des Abgasrückführrohrs
in den Abgasrückführdurchlass 22.
Die Niedertemperatureinlassluft, die durch den Luftansaugdurchlass 21 strömt, und
das AGR-Gas mit hoher Temperatur, das durch den Abgasrückführdurchlass 22 strömt, vereinen
sich und mischen sich miteinander in der Mischkammer 23.
Die Einlassluft strömt von
der Mischkammer 23 durch den Luftbeschickungsdurchlass 24 zu
einer zugehörigen
Einlassöffnung
der Kraftmaschine. Der Luftansaugdurchlass 21, die Mischkammer 23 und
der Luftbeschickungsdurchlass 24 sind koaxial angeordnet
und bilden einen Teil des Einlasspfads des Einlassrohrs, der mit der
jeweiligen Einlassöffnung
der Kraftmaschine in Verbindung ist.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Abgasrückführdurchlass 22 in
dem Düsenaufnahmeteil 15 vorgesehen,
und folglich ist der Abgasrückführdurchlass 22 in
der Düse 3 sowie
in dem Gehäuse 2 ausgebildet
(einstückig
damit, womit der Düsenaufnahmeteil 15 ausgebildet
ist). Der Abgasrückführdurchlass 22 innerhalb
der Düse 3 und
der Abgasrückführdurchlass 22 innerhalb
des Gehäuses 2 sind
koaxial angeordnet. Die Einlassluft strömt von dem Luftansaugdurchlass 21 über eine
kreisförmige Einlassluftansaugöffnung (einen
ersten Eintrittsanschluss) 25 in die Mischkammer 23.
Genauso strömt das
AGR-Gas von dem Abgasrückführdurchlass 22 über eine
kreisförmige
Abgasansaugöffnung
(eine Abgasrückführöffnung,
einen zweiten Eintrittsanschluss) 26 in die Mischkammer 23.
Die Abgasansaugöffnung 26 öffnet sich
in einer Innenwandfläche der
Mischkammer 23 in einer solchen Art und Weise, dass eine
Mittelachse der Abgasansaugöffnung 26 senkrecht
zu einer axialen Richtung einer Durchschnittsströmung der Einlassluft verläuft. Die
Mischkammer 23 ist eine Zusammenführungskammer, in der das AGR-Gas,
das von dem Abgasrückführdurchlass 22 rückgeführt wird,
in die Einlassluft gemischt wird, die in die Einlassöffnung der
Kraftmaschine gesogen wird. Die Mischkammer 23 ist innerhalb
eines Dreiwegedurchlasswandteils (eines T-Durchlasswandteils) 27 mit
einem T-förmigen Querschnitt
ausgebildet. Der Dreiwegedurchlasswandteil 27 verbindet
den Luftansaugdurchlass 21, den Abgasrückführdurchlass 22 und
den Luftbeschickungsdurchlass 24. Die Einlassluft (oder
ein Gemisch aus der Einlassluft und dem AGR-Gas) strömt von einer
Innenseite der Mischkammer 23 über einen Auslassanschluss 28 in
den Luftbeschickungsdurchlass 24.
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Ein
konkaver Getriebegehäuseteil 32 ist
einstückig
mit dem Gehäuse 2 ausgebildet.
Eine Getriebekammer 31 ist innerhalb des Getriebegehäuseteils 32 vorgesehen.
Jedes Zahnrad, das den Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus innerhalb
der Getriebekammer 31 bildet, ist in dem Getriebegehäuseteil 32 drehbar
aufgenommen. Ein zylindrischer Motorgehäuseteil 34 ist einstückig mit
dem Gehäuse 2 ausgebildet.
Ein Motoraufnahmeloch 33 ist in dem Motorgehäuseteil 34 ausgebildet.
Der Motorgehäuseteil 34 nimmt
den Elektromotor 7 in dem Motoraufnahmeloch 33 auf
und hält
ihn. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist zwischen dem Elektromotor 7 und dem Motorgehäuseteil 34 eine
Dämpfungsfeder
(eine Blattfeder) 35 vorgesehen, um den Widerstand des
Elektromotors 7 gegen Schwingungen zu verbessern. Der Getriebegehäuseteil 32 und
der Motorgehäuseteil 34 werden
später
ausführlich
beschrieben.
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An
einem Außenumfangsteil
des Schmetterlingsventils 4 ist ein Dichtungsring 36 gehalten.
Die Dichtungskontaktfläche
des Dichtungsrings 36 ist mit einer Dichtungskontaktfläche der
Düse 3 (des
Ventilsitzes 20) in engem Kontakt, wenn das Schmetterlingsventil 4 vollständig geschlossen
ist. Eine Kraft einer elastischen Verformung des Dichtungsrings 36 in einer
Radialrichtung dient dazu, diesen engen Kontakt zwischen den beiden
Flächen
zu ermöglichen. Als
ein Ergebnis ist ein im allgemeinen ringförmiger Raum zwischen der Bohrungsfläche der
Düse 3 und einer
außenseitigen
Fläche
des Schmetterlingsventils 4 gedichtet. Das Schmetterlingsventil 4 ist
in einem kreisförmigen
Scheibenkörper
ausgebildet und ist aus dem feuerfesten Material gefertigt (bspw.
dem rostfreien Stahl oder dergleichen), das hohen Temperaturen Widerstand
bietet. Das Schmetterlingsventil 4 ist ein Schmetterlingsdrehventil,
das die AGR-Menge des AGR-Gases steuert, das mit der durch das Einlassrohr
strömenden
Einlassluft gemischt wird, und das Schmetterlingsventil 4 ist
an dem axialen Ende (einem Ventilseitenende) der Ventilwelle 4 gehalten
und gesichert. Während
die Kraftmaschine läuft,
wird das Schmetterlingsventil 4 auf Grundlage eines von
der ECU gesendeten Steuersignals innerhalb eines Drehwinkels, der
im Bereich von der vollständig
geschlossenen Stellung zu der vollständig geöffneten Stellung liegt, geöffnet und
geschlossen. Dementsprechend ist das Schmetterlingsventil 4 der Ventilkörper (der
Ventilkörper
des AGR-Steuerventils 1), der eine Öffnungsquerschnittsfläche des
Abgasrückführrohrs
innerhalb der Düse 3 ändert, um
die AGR-Menge des AGR-Gases zu steuern, das von einer Auslassseite
zu einer Einlassseite in dem Abgasrückführrohr rückgeführt wird.
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Die
Ventilwelle 5 ist aus dem feuerfesten Material (bspw. dem
rostfreien Stahl oder dergleichen), das den hohen Temperaturen Widerstand
bietet, nahezu zylindrisch ausgebildet. Die Ventilwelle 5 ist
in dem Ventillagerteil 19 des Gehäuses 2 drehbar und verschieblich
gehalten. An dem axial hinteren Ende (d.h., dem Ende, das dem ventilseitigen
Ende entgegengesetzt ist) der Ventilwelle 5 ist ein Befestigungsabschnitt
ausgebildet. Ein ventilseitiges Zahnrad 37 und eine Ventilzahnradplatte
sind an dem Befestigungsabschnitt der Ventilwelle durch Bördeln befestigt.
Das ventilseitige Zahnrad 37 ist ein Bestabdteil des Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus.
Die Ventilzahnradplatte ist in den Rotor 13 einsetzgeformt
(insert-molded), der eine von den Komponenten des AGR-Mengensensors
ist. Ähnlich
wie die Ventilwelle 5 ist die Ventilzahnradplatte aus dem
feuerfesten Material (bspw. dem rostfreien Stahl oder dergleichen),
das den hohen Temperaturen Widerstand bietet, in einer im Wesentlichen
toroidalen Gestalt ausgebildet. Das axialdistale Ende (das ventilseitige
Ende) der Ventilwelle 5 erstreckt sich durch ein Wellenaufnahmeloch 39,
das den Düsenaufnahmeteil 15 des
Gehäuses 2 durchdringt
und steht in ein Inneres des Abgasrückführdurchlasses 22 vor. Das
axiale Ende 5 der Ventilwelle ist mit einem Ventilhalteteil
versehen. Das Schmetterlingsventil 4 ist an dem Ventilhalteteil
der Ventilwelle 5 mittels Schweißen oder dergleichen befestigt.
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Die
Schraubenfeder 6 ist zwischen einer ringförmigen Vertiefung
des Getriebegehäuseteils 32 des
Gehäuses 2 und
einer ringförmigen
Vertiefung des ventilseitigen Zahnrads 37 vorgesehen, das
einstückig
mit dem axial hinteren Ende der Ventilwelle 5 ausgebildet
ist. Die Schraubenfeder 6 ist durch Kombinieren einer Rückholfeder 41 und
einer Standardfeder 42 ausgebildet. Ein Ende der Schraubenfeder 6 (d.h.,
die Ventilseite der Rückholfeder 41)
und das andere Ende der Schraubenfeder 6 (d.h., eine Abdeckungsseite
der Standartfeder 42) sind jeweils in entgegengesetzten
Richtungen zusammengerollt. Das andere Ende (d.h. die Abdeckungsseite)
der Rückholfeder 41 und
das andere Ende (d.h., die Ventilseite) der Standardfeder 42 sind
an einem Verbindungsabschnitt aneinander gefügt. Ein U-Hakenteil 43 ist
in dem Verbindungsabschnitt ausgebildet und wenn die Kraftmaschine
stoppt ist das U-Hakenteil 43 durch ein
voll verschlussseitiges Anschlagelement (nicht gezeigt) gehalten,
das das Schmetterlingsventil an der voll verschlossenen Stellung
stoppt. Die Rückholfeder 41 ist
eine erste Feder, die das Schmetterlingsventil 4 in einer
Richtung von der voll geöffneten
Stellung zu der voll geschlossenen Stellung vorspannt. Die Standardfeder 42 ist
eine zweite Feder, die das Schmetterlingsventil 4 in einer
Richtung von einer Stellung, an der das Schmetterlingsventil 4 sich
hinter die voll geschlossene Stellung bewegt, zurück zu der
voll geschlossenen Stellung vorspannt. Außerdem müssen die Rückholfeder 41 und
die Standardfeder 42 nicht aneinander gefügt sein.
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Der
Elektromotor 7 ist in dem Motoraufnahmeloch 33 des
Motorgehäuseteils 34 des
Gehäuses 2 aufgenommen
und gehalten. Jedes Zahnrad des Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus
ist in der Getriebekammer 31 des Getriebegehäuseteils 32 des
Gehäuses 2 drehbar
aufgenommen. Eine Sensorabdeckung 44 ist an einem äußeren Teil
des Gehäuses 2 angebracht,
um eine Öffnung
des Motorgehäuseteils 34 und
eine Öffnung
des Getriebegehäuseteils 32 zu
schließen.
Die Sensorabdeckung 44 ist aus einem Kunstharzmaterial
(bspw. Polybutylenterephthalat PBT) gefertigt, das zwischen benachbarten
Anschlüssen
des AGR-Mengensensors elektrisch isoliert. Die Sensorabdeckung 44 ist
luftdicht an dem äußeren Teil
des Gehäuses 2 mittels
einer Befestigungsschraube, einem Klipp, einem Sperrteil und dergleichen
befestigt.
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Ein
Gleichstrommotor (DC) wird als der Elektromotor 7 verwendet.
Der Elektromotor 7 ist ein bürstenloser DC-Motor, der einen
Rotor, einen Stator und ein Motorgehäuse aufweist. Der Rotor ist
einstückig
mit der Motorwelle 8 ausgebildet. Die Motorwelle 8 steht
von einer vorderen Endfläche
des Motorgehäuses
zu einer Seite einer axialen Rotationsrichtung vor (d.h., in einer
zentralen Axialrichtung der Motorwelle 8 des Elektromotors 7).
Der Stator, der durch das Motorgehäuse gehalten ist, ist so in
Lage gebracht, dass er einer Außenumfangsseite
des Rotors zugewandt ist. Der Rotor hat einen Rotorkern mit einem
Dauermagneten (einem Magneten). Der Stator hat einen Statorkern,
der mit einer Ankerspule (Ankerwicklung) bewickelt ist. Außerdem kann
der bürstenlose
DC-Motor durch einen Bürsten-DC-Motor und
einen Wechselstrom (AC-Motor), etwa dem dreiphasigen Induktionsmotor,
ersetzt werden. Der Motor 7 ist in dem Motoraufnahmeloch 33 aufgenommen und
gehalten. Die vordere Endfläche
des Motorgehäuses
ist an dem Motorgehäuseteil 34 des
Gehäuses 2 mittels
einer Befestigungsschraube und dergleichen befestigt.
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Eine
Drehzahl der Motorwelle 8 des Elektromotors 7 wird
durch den Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus in einem vorbestimmten
Reduktionsverhältnis
reduziert. Der Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus bildet den
Kraftübertragungsmechanismus,
wodurch ein Motorausgabewellendrehmoment (eine Antriebskraft) des
Elektromotors 7 auf die Ventilwelle 5 des Schmetterlingsventils 4 übertragen wird.
Der Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus hat ein Ritzel (ein motorseitiges
Zahnrad) 45, ein zwischenliegendes Reduktionszahnrad 46 und
das ventilseitige Zahnrad 37. Das Ritzel 45 ist
an einem Außenumfang
der Motorwelle 8 des Elektromotors 7 gesichert.
Das zwischenliegende Reduktionszahnrad 46 ist mit dem Ritzel 45 in
kämmendem
Eingriff und dreht sich damit. Das ventilseitige Zahnrad 37 ist
mit dem zwischenliegenden Reduktionszahnrad 46 in kämmendem
Eingriff und dreht sich damit. Das zwischenliegende Zahnrad 46 ist
drehbar an einen Außenumfang
einer Haltewelle 47 gepasst, die eine Drehmitte des zwischenliegenden
Reduktionszahnrads 46 ist. Das zwischenliegende Reduktionszahnrads 46 hat
ein großdurchmessriges
Zahnrad 49 und ein kleindurchmessriges Zahnrad 50.
Das großdurchmessrige
Zahnrad 49 ist mit dem Ritzel 45 in kämmendem
Eingriff. Das kleindurchmessrige Zahnrad 50 ist mit dem
ventilseitigen Zahnrad 37 in kämmendem Eingriff. Das ventilseitige
Zahnrad 37 ist einstückig
aus einem Kunstharzmaterial (bspw. Polybutylenterephthalat: PBT)
in einer vorbestimmten im Allgemeinen toroidalen Gestalt geformt.
Ein Zahnradteil 51 ist einstückig mit dem ventilseitigen
Zahnrad 37 an dessen Außenumfangsfläche ausgebildet. Das
Zahnradteil 51 ist mit dem kleindurchmessrigen Zahnrad 50 des
zwischenliegenden Reduktionszahnrads 46 in kämmendem
Eingriff. Der Rotor 13 ist einstückig aus einem nicht metallischen
Material (einem Kunstharzmaterial) an einen Innendurchmesserseite des
ventilseitigen Zahnrads 37 angeformt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, sind die Motorwelle 8 des
Elektromotors 7, der Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus
und die Ventilwelle 5 (die die Ventilantriebsvorrichtung
bildet) nacheinander in einer Richtung angeordnet, die parallel
zu der Strömungsrichtung
der Einlassluft verläuft,
die in dem Einlasspfad (dem Luftansaugdurchlass 21, der
Mischkammer 23 und dem Luftbeschickungsdurchlass 26)
innerhalb des Gehäuses 2 strömt. Als
ein Ergebnis können
der Elektromotor 7, der Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus
und das Ventillagerteil 19 unter Verwendung der in die
Kraftmaschine eingesogenen Einlassluft effizient abgekühlt werden.
Der Elektromotor 7, der Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus
und die Ventilwelle 5 sind im Inneren (dem Motorgehäuseteil 34,
dem Getriebegehäuseteil 32, dem
Ventillagerteil 19 und dem Düsenaufnahmeteil 15)
des Gehäuses 2 aufgenommen.
Genauer gesagt sind sie innerhalb des Gehäuses 2 von einer stromaufwärtigen Seite
zu einer stromabwärtigen
Seite bezüglich
der Einlassluftströmungsrichtung
in der Reihenfolge von dem Elektromotor 7, dem Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus
und der Ventilwelle 5 aufgenommen. Ein erster Wärmeabgabeteil 61 und ein
zweiter Wärmeabgabeteil 62 sind
an einer Außendurchmesserfläche (einer
Außenumfangsfläche) des
Elektromotors 7 oder eher an der Außendurchmesserfläche (einer
zylindrischen Fläche)
des Motorgehäuseteils 34,
das den Elektromotor 7 aufnimmt, ausgebildet. Der erste
Wärmeabgabeteil 61 ist
der Einlassluft ausgesetzt, die in das Gehäuse 2 strömt, so dass
die Wärme
zu der Einlassluft abgegeben werden kann. Der zweite Wärmeabgabeteil 62 ist
der Luft ausgesetzt, die außerhalb
des Gehäuses 2 strömt, so dass
die Wärme
zu der Außenluft
abgegeben werden kann.
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Der
erste Wärmeabgabeteil 61 ist
eine erste Wärmeabgabefläche, die
an einer Innenwandfläche des
Luftansaugdurchlasses 21 frei liegt. Die von dem Elektromotor 7 erzeugte
Wärme kann
zu der Einlassluft abgegeben werden, die durch den Luftansaugdurchlass 21 des
Gehäuses 2 strömt. In dem
Gehäuse 2 ist
das Motoraufnahmeloch 33 des Motorgehäuseteils 34 in der Richtung
parallel zu der Strömungsrichtung
der Einlassluft an einer stromaufwärtigen Seite (einer Luftreinigerseite)
des Abgasrückführdurchlasses 22 positioniert.
Als ein Ergebnis befindet sich der erste Wärmeabgabeteil 61 an
der Außendurchmesserfläche des
Motorgehäuseteils 34 an
einer stromaufwärtigen
Seite (der Luftreinigerseite) der Auslassansaugöffnung 26, die sich
in einer Innenwandfläche
der Mischkammer 23 in der Richtung parallel zu der Strömungsrichtung
der Einlassluft öffnet. Daher
befindet sich der erste Wärmeabgabeteil 61 bzgl.
der Richtung parallel zu der Strömungsrichtung der
Einlassluft an der stromaufwärtigen
Seite des Abgasrückführdurchlasses 22.
Außerdem
kann der erste Wärmeabgabeteil
(die erste Wärmeabgabefläche), die
an der Innenwandfläche
des Luftansaugdurchlasses 21 freiliegt, auch an einer Innenwandfläche des Getriebegehäuseteils 32 und/oder
an einer Innenwandfläche
des Düsenaufnahmeteils 15 ausgebildet sein.
Als eine Folge kann die von dem Elektromotor 7 erzeugte
Wärme in
die Einlassluft abgegeben werden, die durch den Luftansaugdurchlass 21 des
Gehäuses 2 strömt.
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Der
zweite Wärmeabgabeteil 62 befindet sich
entlang des Außenumfangs
des Motorgehäuses (oder
eines zylindrischen Jochs) des Elektromotors 7, so dass
er einen Teil der zylindrischen Fläche des Motorgehäuseteils 34 bildet.
Der zweite Wärmeabgabeteil 62 ist
eine zweite Wärmeabgabefläche, die
an der Außenwandfläche des
Motorgehäuseteils 34 des Gehäuses 2 freiliegt,
so dass die von dem Elektromotor 7 erzeugte Wärme zu der
Luft (d.h., der Außenluft, etwa
dem Fahrwind), die entlang der Außenwandfläche des Motorgehäuseteils 34 des
Gehäuses 2 strömt, abgegeben
werden kann. Außerdem
kann der zweite Wärmeabgabeteil
(die zweite Wärmeabgabefläche), die
an der Außenwandfläche des
Motorgehäuseteils 34 des
Gehäuses 2 freiliegt,
auch an einer Außenwandfläche des
Getriebegehäuseteils 32 und/oder
an einer zylindrischen Fläche
(einer Außenwandfläche) des
Ventillagerteils 19 ausgebildet sein. Folglich kann die
von dem Elektromotor 7 erzeugte Wärme zu der Außenluft
abgegeben werden, die entlang der Außenwandfläche des Gehäuses 2 strömt. Außerdem kann
die Durchmesserfläche
(die Außenrandfläche) des
Motorgehäuses
(oder des zylindrischen Jochs) des Elektromotors 7 mit
einer Bohrungsfläche
(einer Innenumfangsfläche)
des Motorgehäuseteils 34 in
einen engen Kontakt gebracht werden. Als ein Ergebnis kann die von
dem Elektromotor 7 erzeugte Wärme noch effizienter zu dem
Motorgehäuseteil 34 des
Gehäuses 2 geleitet
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 1 bis 6 und 10 wird
der Betrieb der Abgasrückführvorrichtung
des ersten Ausführungsbeispiels
nachstehend kurz beschrieben.
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Wenn
sich ein Einlassventil der jeweiligen Einlassöffnung eines Zylinderkopfs
der Kraftmaschine nach dem Starten der Kraftmaschine öffnet, wird Einlassluft,
die durch den Luftreiniger gefiltert ist, durch das Einlassrohr,
den Drosselkörper
und das Innere (einschließlich
des Luftansaugdurchlasses, die Einlassluftansaugöffnung 25, die Mischkammer 23, den
Auslassanschluss 28 und den Luftbeschickungsdurchlass 24 in
dieser Reihenfolge) des Gehäuses 2 des
AGR-Steuerventils 1 zu dem Einlasskrümmer verteilt, der zu jedem
Zylinder führt.
Dann wird die Einlassluft in jeden Zylinder der Kraftmaschine eingesogen.
Die Luft wird in der Kraftmaschine komprimiert, bis die Lufttemperatur
höher als
eine Temperatur wird, bei der der Kraftstoff verbrennt. Die Verbrennung
wird durchgeführt,
wenn der Kraftstoff in die vorgenannte Luft eingesprüht wird.
Ein Verbrennungsgas, das in jedem Zylinder verbrannt wurde, wird
von einem Auslassanschluss des Zylinderkopfs ausgelassen und wird
dann über
den Auslasskrümmer
und das Auslassrohr abgegeben.
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Die
Motorwelle 8 des Elektromotors 7 dreht sich, wenn
der Elektromotor 7 durch die ECU mit Energie versorgt wird,
so dass sich das Schmetterlingsventil 4 des AGR-Steuerventils 1 bei
dem vorbestimmten Ventilöffnungsgrad öffnet (bei
dem vorbestimmten Drehwinkel). Wenn sich die Motorwelle 8 dreht,
dreht sich das Ritzel 45 und die Antriebskraft (das Motorausgabewellendrehmoment)
des Elektromotors 7 wird zu dem zwischenliegenden Reduktionszahnrad 46 übertragen.
Wenn sich das zwischenliegende Reduktionszahnrad 46 dreht,
wird das ventilseitige Zahnrad 37 gedreht, das den Zahnradteil 51 aufweist,
der mit dem zwischenliegenden Reduktionszahnrad 46 in kämmendem
Eingriff ist. Dementsprechend dreht sich die Ventilwelle 5,
die einstückig mit
dem ventilseitigen Zahnrad 37 ausgebildet ist, um den vorbestimmten
Drehwinkel. Dann wird das Schmetterlingsventil 4 in der
Richtung von der vollständig
geschlossenen Stellung auf die vollständig geöffnete Stellung (in der Ventilöffnungsrichtung)
gedreht (angetrieben, um das Ventil zu öffnen).
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Dann
strömt
ein Teil des Abgases (das AGR-Gas) der Kraftmaschine von dem in
dem Auslassrohr der Kraftmaschine vorgesehenen Auslasspfad über den
Abgasrückführdurchlass
in dem Abgasrückführrohr ins
Innere des Abgasrückführdurchlasses 22 des
Gehäuses 2.
Das AGR-Gas strömt durch
die Auslassansaugöffnung 26 von
dem Abgasrückführdurchlass 22 des
Gehäuses 2 ins
Innere der Mischkammer 23. Das AGR-Gas wird mit der Einlassluft
gemischt, die durch die Einlassluftansaugöffnung 25 von dem
Luftansaugdurchlass 21 des Gehäuses 2 ins Innere
der Mischkammer 23 strömt.
Die AGR-Menge des AGR-Gases wird auf Grundlage eines Erfassungssignals
von einem Einlassluftmengensensor (einem Luftmassenmesser), von
einem Einlasstemperatursensor und von dem AGR-Mengensensor rückkopplungsgeregelt, um die
Menge bei einem vorbestimmten Niveau zu halten. Somit wird zum Reduzieren
der Emissionen der Ventilöffnungsgrad
des Schmetterlingsventils 4 des AGR-Steuerventils 1 linear
gesteuert, um die vorbestimmte AGR-Menge zu halten, die für jeden
Betriebszustand der Kraftmaschine eingestellt ist. Das AGR-Gas rezirkuliert
von dem Auslassrohr über
das Abgasrückführrohr ins
Innere des Gehäuses 2.
Dann wird die Einlassluft, die über
das Einlassrohr in jeden Zylinder der Kraftmaschine eingesogen werden
wird, mit dem vorgenannten AGR-Gas gemischt.
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In
der Abgasrückführvorrichtung
des ersten Ausführungsbeispiels
wird eine einlassintegrale Kühlstruktur
verwendet. Die einlassintegrale Kühlstruktur kühlt die
Teile (beispielsweise den Elektromotor 7, den Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus
und die Buchse 16 und die in dem Ventillagerteil 19 vorgesehene Öldichtung 17)
ab, die in dem Gehäuse 2 des
AGR-Steuerventils 1 enthalten sind. Die Teile werden unter
Verwendung der Einlassluft (des Einlasses) abgekühlt, die in den Einlassanschluss der
Kraftmaschine gesogen wird. Um das Kühlen unter Verwendung der Einlassluft,
die durch den Luftansaugdurchlass 21 des Gehäuses 2 des
AGR-Steuerventils 1 strömt, zu ermöglichen,
ist der Elektromotor 7 in der Nähe der Innenwandfläche des
Luftansaugdurchlasses 21 plaziert. Genauer gesagt befindet sich
der Elektromotor 7 nicht an oder um einen Abschnitt einer
Innenwandfläche
der Mischkammer 23 herum, zu dem das AGR-Gas mit hoher
Temperatur gerichtet ist, das durch die Auslassansaugöffnung 26 ins
Innere (die Mischkammer 23) des Gehäuses 2 strömt (siehe 10).
Stattdessen befindet sich der Elektromotor 7 bzgl. der
zu der Strömungsrichtung der
Einlassluft parallelen Richtung an der stromaufwärtigen Seite (der Luftreinigerseite)
des Abgasrückführdurchlasses 22.
Als ein Ergebnis ist der erste Wärmeabgabeteil 61 des
Motorgehäuseteils 34 an der
stromaufwärtigen
Seite (der Luftreinigerseite) der Auslassansaugöffnung 26 positioniert,
die sich in der Innenwandfläche
der Mischkammer 23 in der zu der Strömungsrichtung der Einlassluft
parallelen Richtung öffnet
(siehe 1).
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Der
Elektromotor 7 ist in dem Motoraufnahmeloch 33 aufgenommen
und gehalten, das in dem Motorgehäuseteil 34 ausgebildet
ist. Die von dem Elektromotor 7 erzeugte Wärme wird
zu dem zylindrischen Abschnitt des Motorgehäuseteils 34 geleitet. An
einer stromaufwärtigen
Seite der Mischkammer 23 in der zu der Strömungsrichtung
der Einlassluft parallelen Richtung ist der erste Wärmeabgabeteil 61 des
Motorgehäuseteils 34 zu
einer Innenseite des Luftansaugdurchlasses 21 freigelegt.
Die frische Einlassluft strömt
ins Innere des Luftansaugdurchlasses 21 von der Seite des
Luftreinigers. Die Wärmeabgabe
des Elektromotors 7 wird durch einen direkten Kontakt zwischen
der vorgenannten frischen Einlassluft, die eine viel geringere Temperatur
als das AGR-Gas hat, und dem ersten Wärmeabgabeteil 61 des
Motorgehäuseteils 34 gefördert. Daher
kann der Elektromotor 7 an der bzgl. der zu der Strömungsrichtung
der Einlassluft parallelen Richtung stromaufwärtigen Seite (der Luftreinigerseite)
der Auslassansaugöffnung 26 durch
die frische Einlassluft abgekühlt
werden. Das heißt,
durch Verwendung der in den Einlassanschluss der Kraftmaschine eingesogenen
Einlassluft können
der Elektromotor 7 und dergleichen effizient abgekühlt werden.
Zusätzlich strömt das AGR-Gas
mit hoher Temperatur von dem Abgasrückführdurchlass 22 durch
die Auslassansaugöffnung 26 in
das Innere (die Mischkammer 23) des Gehäuses 2. Nun wird es
für die
Wärme von
diesem AGR-Gas schwierig, dass sie über den Motorgehäuseteil 34 des
Gehäuses 2 und/oder über den
Ventillagerteil 19 zu den Elektromotorperipherteilen (bspw.
der Öldichtung 17)
geleitet wird, wodurch eine Wärmespannung
an dem Elektromotor 2 und an den Elektromotorperipherteilen
(bspw. der Öldichtung 17) verhindert
wird.
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Der
zweite Wärmeabgabeteil 62 des
Motorgehäuseteils 34 ist
an der Außenwandfläche des
Gehäuses 2 freigelegt.
Die Außenluft
mit einer viel geringeren Temperatur als die des AGR-Gases strömt entlang
der Außenwandfläche des
Gehäuses 2.
Durch den direkten Kontakt zwischen dieser Außenluft und dem zweiten Wärmeabgabeteil
des Motorgehäuseteils 34 wird
die Wärmeabgabe
des Elektromotors 7 weiter gefördert. Folglich kann der Elektromotor 7 unter
Verwendung der Luft (der Außenluft),
die in der Nähe
der Außenwandfläche des
Gehäuses 2 strömt, ebenso
wie durch die frische Einlassluft, die von der Seite des Luftreinigers
ins Innere des Luftansaugdurchlasses 21 strömt, abgekühlt werden.
Das heißt, die
von dem Elektromotor 7 erzeugte Wärme kann durch den ersten Wärmeabgabeteil 61 nicht
nur in die durch den Luftansaugdurchlass 21 des Gehäuses 2 strömenden Einlassluft
sondern auch durch den zweiten Wärmeabgabeteil 62 in
die in der Nähe
der Außenwandfläche des
Gehäuses 2 strömenden Luft (Außenluft)
effizient abgegeben werden. Als ein Ergebnis können der Elektromotor 7 und
dergleichen noch effizienter abgekühlt werden, wodurch eine gute Wärmeabgabeleistung
erhalten wird. Folglich kann die Leistungsverschlechterung des Elektromotors 7 infolge
der Überhitzung
des Elektromotors 7 verhindert werden. Außerdem führt die
bessere Leistung des Elektromotors zu einer verbesserten Qualität der Ventilantriebsvorrichtung,
die den Elektromotor 7 aufweist.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Wie
in 7A gezeigt ist, sind bei dem AGR-Steuerventil 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
an dem Motorgehäuseteil 34 des
Gehäuses 2 und/oder
an dem ersten Wärmeabgabeteil 61 des Elektromotors 7 eine
Vielzahl von Kühlrippen 63 ausgebildet.
Die Kühlrippen 31 stehen
von der Innenwandfläche
des Luftansaugdurchlasses 21 in Richtung einer Mittelachsenseite
des Luftansaugdurchlasses 21 vor. Ebenso ist an dem Motorgehäuseteil 34 des
Gehäuses 2 und/oder
an dem ersten Wärmeabgabeteil 61 des
Elektromotors 7 ein konvexer Teil 64 ausgebildet,
wie dies in 7B gezeigt ist. Der konvexe
Teil 64 steht in Richtung der Mittelachsenseite des Luftansaugdurchlasses 21 vor.
Außerdem ist
der konvexe Teil 64 entlang des Außenumfangs des Motorgehäuses (oder
des zylindrischen Jochs) des Elektromotors 7 in Lage gebracht,
so dass er den Teil der zylindrischen Fläche des Motorgehäuses bildet.
In jedem vorgehenden Fall ist eine Fläche der Kontaktfläche mit
der frischen Einlassluft, die von der Luftreinigerseite ins Innere
des Luftansaugdurchlasses 21 strömt und die somit eine viel
geringere Temperatur als das AGR-Gas hat, erhöht. Das heißt, eine Wärmeabgabefläche des ersten Wärmeabgabeteils 61 nimmt
zu, so dass der Elektromotor 7 und dergleichen noch effizienter
abgekühlt
werden können.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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8A bis 8C zeigen
ein drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 8A bis 8C sind
schematische Ansichten, die Strukturen der AGR-Steuerventile des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zeigen.
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Wie
in 8A gezeigt ist, sind bei dem AGR-Steuerventil 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
der Ventillagerteil 19 des Gehäuses 2 und die Ventilwelle 5 näher an dem
Luftansaugdurchlass 21 und an der Mischkammer 23 als
die Motorwelle 8 des Elektromotors 7 plaziert.
Durch diese Anordnung ist es für
die Wärme
des AGR-Gases mit hoher Temperatur, das durch die Auslassansaugöffnung 26 ins Innere
(die Mischkammer 23) des Gehäuses 2 strömt, erschwert,
zu der Ventillagerteilseite des Gehäuses 2 geleitet zu
werden. Somit kann ein Einfluss der Wärme auf das Ventillagerteil 19 des
Gehäuses 2 reduziert
werden. Insbesondere dann, wenn die Öldichtung 17 zwischen
einer Innenumfangsfläche
des Ventillagerteils 19 des Gehäuses 2 und einer Außenumfangsfläche der
Ventilwelle 5 als der periphere Teil des Elektromotors
verwendet wird, kann verhindert werden, dass die Temperaturen der Öldichtung 17 und
deren Peripherie eine Wärmewiderstandstemperatur
der Öldichtung überschreitet.
Als ein Ergebnis kann eine Verschlechterung (eine Wärmeverschlechterung)
der Öldichtung
infolge der Wärme
des AGR-Gases mit hoher Temperatur minimiert werden. Außerdem verhindert
die Öldichtung 17,
die etwa eine Gummidichtung ist, dass Schmieröl, das das Kugellager (das
Lagerteil) 18 des Ventillagerteils 19 schmiert,
in Richtung der Seite des Schmetterlingsventils oder in Richtung
der Seite des Abgasrückführdurchlasses
ausströmt.
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Außerdem ist
mit Bezug auf das AGR-Steuerventil 1 der vorliegenden Erfindung
an einer Öffnungskante
der Auslassansaugöffnung 26 des
Gehäuses 2 ein
Wehr 65 ausgebildet, wie in 8B gezeigt
ist. Das Wehr 65 befindet sich an der stromaufwärtigen Seite
der Auslassansaugöffnung 26 in
der zu der Strömungsrichtung
der Einlassluft parallelen Richtung, um eine Rückströmung des AGR-Gases in Richtung
der Luftansaugdurchlassseite zu verhindern. Außerdem steht das Wehr 65 von
der Öffnungskante
der Auslassansaugöffnung 26 in
Richtung der Mittelachsenseite des Luftansaugdurchlasses 21 vor.
In diesem vorgenannten Fall kann das AGR-Gas, das von dem Abgasrückführdurchlass 22 durch
die Auslassansaugöffnung 26 in
das Innere der Mischkammer 23 strömt, darin gehindert werden,
in Richtung der Seite des Luftansaugdurchlasses zurück zu strömen. Folglich
kann ein Temperaturanstieg des ersten Wärmeabgabeteils 61 des
Motorgehäuseteils 34 infolge
der Wärme
des AGR-Gases unterdrückt
werden, wodurch ein Temperaturanstieg des Elektromotors 7 und
dessen Peripherie unterdrückt
werden kann.
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Auch
bei dem AGR-Steuerventil 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
sind an dem Motorgehäuseteil 34 des
Gehäuses 2 und/oder
an dem zweiten Wärmeabgabeteil 62 des
Elektromotors 7 eine Vielzahl von Kühlrippen 66 ausgebildet,
wie dies in 8C gezeigt werden. Die Kühlrippen 66 stehen von
der zylindrischen Fläche
(der Außenwandfläche) des
Motorgehäuseteils 34 des
Motors 2 in Richtung einer Seite vor, die der Seite des
Luftansaugdurchlasses entgegengesetzt ist. In diesem Fall wird eine Fläche einer
Kontaktfläche
mit der Außenluft,
die entlang der zylindrischen Fläche
des Motorgehäuseteils 34 des
Gehäuses 2 strömt, größer und
daher wird eine Wärmeabgabefläche des
zweiten Wärmeabgabeteils 62 größer. Folglich
können
der Elektromotor 7 und dergleichen noch effizienter abgekühlt werden.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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9A und 9B zeigen
ein viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 9A und 9B sind
schematische Ansichten, die Strukturen der AGR-Steuerventile des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zeigen.
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Bei
dem AGR-Steuerventil 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist in der Nähe
der Innenwandfläche
der Mischkammer 23 des Gehäuses 2 ein zylindrischer
Trennwandteil 69 ausgebildet, der den zylindrischen Abgasrückführdurchlass 67 von der
Mischkammer 23 trennt, wie in 9A und 9B gezeigt
ist. Eine Vielzahl von Auslassansaugöffnungen 26 öffnen sich
in einer Innenumfangsfläche
des Trennwandteils 69 (d.h., an der Innenwandfläche der
Mischkammer 23). Das AGR-Gas strömt von dem Abgasrückführdurchlass 22 durch die
Auslassansaugöffnungen 26 in
das Innere der Mischkammer 23. Der Abgasrückführdurchlass 67 ist ein
Verbindungsdurchlass, der den Abgasrückführdurchlass 22 mit
der Mischkammer 23 verbindet. Die Vielzahl von Auslassansaugöffnungen 26 sind
bezüglich
einer Mittelachse der Mischkammer 23, die deren Mitte ist,
in einer radialen Richtung ausgebildet. Als ein Ergebnis kann ein
Vermischungszustand zwischen der von dem Luftansaugdurchlass 21 in das
Innere der Mischkammer 23 strömenden Einlassluft und dem
von den Abgasrückführdurchlässen 22, 67 durch
die Vielzahl von Auslassansaugöffnungen 26 in
das Innere der Mischkammer 23 strömendem AGR-Gas vereinfacht
werden. Daher kann das AGR-Gas mit hoher Temperatur effizienter
mit der Einlassluft mit niedriger Temperatur vermischt werden.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Düse 3 in
einen Innenumfang des Düsenaufnahmeteils 15 des
Gehäuses 2 gepasst
und gehalten und die Düse 3 nimmt
wiederum das Schmetterlingsventil 4 in einer solchen Art
und Weise auf, dass sich das Schmetterlingsventil 4 in der
Düse 3 öffnen und
schließen
kann. Wahlweise kann ein im Wesentlichen zylindrisches Ventilaufnahmeteil
des Gehäuses 2 das
Schmetterlingsventil 4 direkt aufnehmen, so dass sich das
Schmetterlingsventil 4 in dem Ventilaufnahmeteil öffnet und
schließt. In
diesem Fall wird die Düse 3 unnötig, wodurch
die Teileanzahl und Montage-Mannstunden reduziert werden. Ferner
stellt bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen
das Schmetterlingsventil 4 des AGR-Steuerventils 1 die
AGR-Menge des AGR-Gases
in Antwort auf jeden Betriebszustand der Kraftmaschine kontinuierlich
oder graduell ein. Das Schmetterlingsventil 4 ist an dem
axialen Ende der Ventilwelle 5 durch Schweißen oder
dergleichen gehalten und gesichert. Stattdessen kann das Schmetterlingsventil 4 an
dem axialen Ende der Ventilwelle 5 unter Verwendung von
Schrauben, etwa Befestigungsschrauben, Verankerungsbolzen und dergleichen
befestigt werden.
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In
den vorliegenden Ausführungsbeispielen sind
zumindest der Luftansaugdurchlass 21, der Abgasrückführdurchlass 22 und
die Mischkammer 23 in dem einzigen Gehäuse 2 ausgebildet.
Das Schmetterlingsventil 4 ist beweglich in dem Gehäuse 2 aufgenommen,
in dem der Elektromotor 7 aufgenommen und gehalten ist.
Als eine Alternative kann das Gehäuse einen ersten Gehäuseteil
und einen zweiten Gehäuseteil
in einer solchen Art und Weise aufweisen, dass der erste Gehäuseteil
und der zweite Gehäuseteil
eng aneinander gefügt
sind, um eine Wärmeleitung
zu ermöglichen.
Der erste Gehäuseteil hat
den Luftansaugdurchlass 21 und die Mischkammer 23 und
der zweite Gehäuseteil
hat das Schmetterlingsventil 4 und den Elektromotor 7.
Das heißt, obwohl
das einzige Gehäuse 2 in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
einen Teil des Einlassrohrs der Brennkraftmaschine und einen Teil
des Abgasrückführrohrs
der Abgasrückführvorrichtung
aufweist, kann das Gehäuse 2 alternativ
in zwei Gehäuse
geteilt sein, nämlich
den ersten Gehäuseteil,
das den Teil des Einlassrohrs der Brennkraftmaschine aufweist, und
den zweiten Gehäuseteil,
das den Teil des Abgasrückführrohrs
der Abgasrückführvorrichtung aufweist.
Außerdem
ist es vorzuziehen, dass eine Fläche
einer Kontaktfläche
zwischen einer ersten Kontaktfläche
(einer ersten Fügeendfläche) des
ersten Gehäuseteils
und einer zweiten Kontaktfläche (einer
zweiten Fügeendfläche) des
zweiten Gehäuseteils
unterschiedlich groß sein
sollten. Folglich können
der Elektromotor und die Elektromotorperipherieteile (die Gummidichtung
wie z.B. die Öldichtung und
die Packung) unter Verwendung der in die Brennkraftmaschine eingesogenen
Einlassluft effizient abgekühlt
werden. Nebenbei bemerkt kann das Motorgehäuse (oder das zylindrische
Joch) des Elektromotors 7 direkt an der Innenwandfläche des
Gehäuses 2 (d.h.,
an der Innenwandfläche
des Luftansaugdurchlasses 21) freiliegen oder kann in das
Innere des Gehäuses 2 vorstehen.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen sind dem Fachmann leicht eingängig. Die
Erfindung in ihrem breitesten Ausdruck ist daher nicht auf die gezeigten
und beschriebenen bestimmten Einzelheiten, repräsentativen Geräte und veranschaulichenden Beispiele
beschränkt.
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Ein
Elektromotor (7) ist bezüglich einer zu einer Einlassluftströmungsrichtung
parallelen Richtung an einer stromaufwärtigen Seite eines Abgasrückführdurchlasses
(22) platziert. Ein erster Wärmeabgabeteil (61)
an einem Motorgehäuseteil
(34) des Gehäuses
(2) ist bezüglich
einer Einlassluftströmungsrichtung
an einer stromaufwärtigen
Seite einer Auslassansaugöffnung
(26) platziert. Folglich wird eine Wärmeabgabe des Elektromotors
(7) durch einen direkten Kontakt zwischen einer frischen
Einlassluft mit einer viel geringeren Temperatur als die eines AGR-Gases
und dem ersten Wärmeabgabeteil (61)
des Motorgehäuseteils
(34) gefördert.
Daher kann an der bezüglich
der Einlassluftströmungsrichtung
stromaufwärtigen
Seite der Auslassansaugöffnung
(26) der Elektromotor (7) durch die frische Einlassluft
gekühlt
werden. Das heißt,
durch Verwendung der in einen Einlassanschluss einer Kraftmaschine
eingesogenen Einlassluft können
der Elektromotor (7) und dergleichen effizient gekühlt werden.