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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ejektor, der angeordnet ist, ein Arbeitsfluid fließen zu lassen, um einen Unterdruck zu erzeugen, und ein Zielfluid dazu zu veranlassen, durch eine Wirkung des Unterdrucks zu fließen.
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Stand der Technik
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Als die obige Art der Technik ist bislang eine Strahlpumpe (ein Ejektor) bekannt, die in einer z. B. in dem nachstehend aufgelisteten Patentdokument 1 offenbarten Kurbelgehäusegasrückführvorrichtung verwendet wird. Diese Kurbelgehäusegasrückführvorrichtung ist in einem Motor eingebaut, der einen Lader in einer Einlasspassage enthält und der konfiguriert ist, ein in dem Motor erzeugtes Kurbelgehäusegas durch eine Kurbelgehäusegasrückführpassage zu der Einlasspassage zurückzuführen oder wieder in Umlauf zu bringen. Diese Rückführvorrichtung enthält eine Umgehungspassage, die einen bezüglich des Laders stromaufwärtigen Abschnitt und stromabwärtigen Abschnitt der Einlasspassage verbindet, und einen Ejektor zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Umgehungspassage. Ein Ausgang der Kurbelgehäusegasrückführpassage ist über den Ejektor mit der Umgehungspassage verbunden. Dementsprechend tritt während eines Betriebs des Laders eine Einlassluftdruckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Laders in der Einlasspassage und auch zwischen beiden Enden der Umgehungspassage auf. Durch diese Druckdifferenz wird Luft dazu veranlasst, in der Umgehungspassage als Arbeitsfluid zu fließen und dabei in dem Ejektor einen Unterdruck zu erzeugen. Durch die Wirkung dieses Unterdrucks wird Kurbelgehäusegas dazu veranlasst, als ein Zielfluid durch die Kurbelgehäusegasrückführpassage in den Ejektor zu fließen, und dann durch die Umgehungspassage zu der Einlasspassage zu fließen.
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In der obigen Rückführvorrichtung steigt, wenn der Laderdruck durch den Lader ansteigt, die Luftfließgeschwindigkeit in der Umgehungspassage, d. h., die Luftmenge, der es ermöglicht wird in den Ejektor zu fließen, steigt an, so dass der in dem Ejektor erzeugte Unterdruck höher wird. Dementsprechend steigt die Fließgeschwindigkeit des Kurbelgehäusegases, das veranlasst wird, über die Kurbelgehäusegasrückführpassage, einen Ejektor und eine Umgehungspassage in die Einlasspassage zu fließen, mit einem Anstieg des Laderdrucks an.
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Stand-der-Technik-Dokumente
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: JP-A-2009-299645
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme Jedoch steigt in dem im Patentdokument 1 offenbarten Ejektor die in dem Ejektor fließende Luftmenge an, wenn der Laderdruck ansteigt, und somit steigt der in dem Ejektor erzeugte Unterdruck an. Dementsprechend steigt die Fließgeschwindigkeit von zu dem Motor zurückzuführendem Kurbelgehäusegas ebenso an. In einigen Fällen kann das Kurbelgehäusegas im Übermaß zu dem Motor zurückgeführt werden. In diesem Fall wird Motoröl von einem Kurbelgehäuse des Motors zusammen mit dem Kurbelgehäusegas weggenommen. Dies verursacht die Sorge, dass genauso viel Motoröl mehr verbraucht wird. Darüber hinaus ändert sich ein Luft-Treibstoffverhältnis des Motors, wenn die Rückführmenge des Kurbelgehäusegases ansteigt, was zu einer Störung bei der Abgasemission des Motors führen kann. Es ist daher gefordert, den in dem Ejektor erzeugten Unterdruck auf eine gewisse Menge zu reduzieren, selbst wenn der auf den Ejektor aufgebrachte Luftdruck (der Laderdruck) ansteigt, und dabei einen Anstieg der Rückführmenge des Kurbelgehäusegases zu beschränken. Da die Verwendung des Ejektors nicht auf die Rückführvorrichtung aus Patentdokument 1 beschränkt ist, kann dieselbe Anforderung auch in anderen Fällen gestellt werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich dieser Umstände getätigt und hat den Zweck, einen Ejektor bereitzustellen, der in der Lage ist, einen Anstieg der Fließgeschwindigkeit eines Arbeitsfluids zu verhindern, selbst wenn der Druck des Arbeitsfluids ansteigt, und dabei das Erzeugen von Unterdruck zu unterdrücken, um zu verhindern, dass eine Fließgeschwindigkeit eines Zielfluids mehr als notwendig ansteigt.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt ein Aspekt der Erfindung einen Ejektor bereit, der enthält: ein äußeres Rohr; eine in dem äußeren Rohr auf einer Eingangsseite für Arbeitsfluid bereitgestellte Druckentlastungskammer; eine in dem äußeren Rohr auf einer Ausgangsseite für das Arbeitsfluid vorgesehene Verengung; eine in dem äußeren Rohr auf der Eingangsseite für das Arbeitsfluid vorgesehene Düse, wobei die Düse einen Führungsendabschnitt enthält, der in der Druckentlastungskammer platziert ist, um das Arbeitsfluid einzuspritzen; eine in dem äußeren Rohr vorgesehene Ansaugöffnung, um sich in die Druckentlastungskammer zu öffnen, um ein Zielfluid in die Druckentlastungskammer zu saugen, den Ejektor, der so konfiguriert ist, dass das von der Düse eingespritzte Arbeitsfluid einen Unterdruck in der Druckentlastungskammer erzeugt, um das Zielfluid durch die Ansaugöffnung anzusaugen, und das angesaugte Zielfluid wird zusammen mit dem Arbeitsfluid von dem äußeren Rohr ausgestoßen, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse mit einem Ventil versehen ist, um eine Fließgeschwindigkeit des Arbeitsfluids, dem es ermöglicht wird, durch die Düse zu fließen, zu regulieren, das Ventil einen Ventilsitz, ein Ventilelement, das bereitgestellt ist, in einen und aus einem Kontakt mit dem Ventilsitz beweglich zu sein, und eine Feder enthält, um das Ventilelement in eine Richtung zu drängen, um sich von dem Ventilsitz zu trennen, und das Ventilelement in einen unten geschlossenen Hohlraum geformt ist, und der Hohlraum zu einer stromaufwärtigen Seite des Arbeitsfluids hin offen ist.
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Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Entsprechend der Erfindung ist es möglich, einen Anstieg der Fließgeschwindigkeit von einem Arbeitsfluid zu verhindern, selbst wenn der Druck des Arbeitsfluids, der auf eine Düse wirkt, ansteigt, und dabei die Erzeugung von Unterdruck durch einen Ejektor zu unterdrücken, um eine Fließgeschwindigkeit eines Zielfluids daran zu hindern, mehr als notwendig anzusteigen. Darüber hinaus ist es möglich, eine Verschlechterung einer Bewegung eines Ventilelements aufgrund von Schlamm zu verhindern, und somit durch den Ejektor verursachte Veränderungen eines Flussverhaltens des Arbeitsfluids zu reduzieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Ansicht einer schematischen Konfiguration, die ein Motorsystem zeigt, das eine Kurbelgehäusegasrückführvorrichtung in einer Ausführungsform enthält;
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2 ist eine Querschnittsansicht eines Ejektors in der Ausführungsform;
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3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die ein Ventil des Ejektors in der Ausführungsform zeigt; und
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4 ist ein Diagramm, das ein Luftflussverhalten des Ejektors in der Ausführungsform zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines Ejektors, der die auf eine Kurbelgehäusegasrückführvorrichtung eines Motors angewendete vorliegende Erfindung verkörpert, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
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1 ist eine schematische Ansicht einer Konfiguration, die ein Motorsystem zeigt, das eine Kurbelgehäusegasrückführvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform enthält. Dieses Motorsystem enthält einen Motor 1 vom hin- und hergehenden Typ. Eine Einlassöffnung 2 des Motors 1 ist mit einer Einlasspassage 3 verbunden, und eine Auslassöffnung 4 des Motors 1 ist mit einer Auslasspassage 5 verbunden. An einem Einlass der Einlasspassage 3 ist ein Luftfilter 6 vorgesehen. Zwischen der Einlasspassage 3 stromabwärts des Luftfilters 6 und der Auslasspassage 5 ist ein Lader 7 vorgesehen, um den Druck der Einlassluft in der Einlasspassage 3 zu erhöhen.
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Der Lader 7 enthält einen in der Einlasspassage 3 platzierten Kompressor 8, eine in der Auslasspassage 5 platzierte Turbine 9 und eine Rotationswelle 10, die den Kompressor 8 und die Turbine 9 verbindet, so dass sie gemeinsam rotiert werden. Der Lader 7 ist so konfiguriert, dass die Turbine 9 durch Abgas, das in der Auslasspassage 5 fließt, rotiert wird und dabei integral über die Rotationswelle 10 den Kompressor 8 rotiert, um den Druck von Einlassluft in der Einlasspassage 3 zu erhöhen, d. h. ein Aufladen durchzuführen.
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Die Auslasspassage 5 ist benachbart zu dem Lader 7 mit einer Auslassumgehungspassage 11 versehen, um die Turbine 9 zu umgehen. In dieser Auslassumgehungspassage 11 ist ein Umluftventil 12 platziert. Eine Öffnung des Ventils 12 wird durch einen Membrantyp-Aktor 13 eingestellt. Wenn das in die Auslassumgehungspassage 11 fließende Auslassgas durch das Ventil 12 reguliert wird, wird die Fließgeschwindigkeit des zu der Turbine 9 gelieferten Auslassgases reguliert, und dabei die Drehzahl der Turbine 9 und des Kompressors 8 eingestellt, um den durch den Lader 7 bereitgestellten Aufladedruck zu steuern.
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In der Einlasspassage 3 ist zwischen dem Kompressor 8 des Laders 7 und dem Motor 1 ein Zwischenkühler 14 platziert. Der Zwischenkühler 14 dient dazu, die Einlassluft, die einen durch den Kompressor 8 erhöhten Druck hat, auf eine geeignete Temperatur herunterzukühlen. Die Einlasspassage 3 ist mit einem Ausgleichsbehälter 3a zwischen dem Zwischenkühler 14 und dem Motor 1 versehen. Stromaufwärts des Ausgleichsbehälters 3a ist ein Drosselventil 15 in der Einlasspassage 3 platziert.
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Ein bezüglich des Laders 7 stromaufwärtiger Abschnitt der Einlasspassage 3 und ein stromabwärtiger Abschnitt sind durch eine Einlassumgehungspassage 16 verbunden. Im Speziellen ist die Einlassumgehungspassage 16 zwischen der Einlasspassage 3 stromabwärts des Kompressors 8 und des Zwischenkühlers 14, wo der Aufladedruck hoch ist, und der Einlasspassage 3 stromaufwärts des Kompressors 8 vorgesehen, um den Kompressor 8 zu umgehen. In dieser Einlassumgehungspassage 16 ist ein Ejektor 17 vorgesehen, um unter Verwendung der Luft, die in der Umgehungspassage 16 fließt, einen Unterdruck zu erzeugen.
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2 ist eine Querschnittsansicht des Ejektors 17. Dieser Ejektor 17 enthält ein äußeres Rohr 31. In dem äußeren Rohr 31 ist auf einer Eingangsseite für Luft als ein Arbeitsfluid eine Druckentlastungskammer 31a gebildet. In dem äußeren Rohr ist auf einer Ausgangsseite für Luft eine Verengung 31b, die eine verengte Form hat, gebildet. Darüber hinaus ist in dem äußeren Rohr 31 auf der Lufteingangsseite eine Düse 32 platziert. Ein Führungsendabschnitt 32a der Düse 32 ist in der Druckentlastungskammer 31a platziert und konfiguriert, Luft einzuspritzen. In dem äußeren Rohr 31 ist die Druckentlastungskammer 31a mit einer Ansaugöffnung 31c gebildet, um Kurbelgehäusegas als ein Zielfluid in die Druckentlastungskammer 31a zu saugen. Ein Eingang 32b der Düse 32 ist mit einer stromaufwärtigen Seite der Einlassumgehungspassage 16 verbunden. Ein Ausgang 31d des äußeren Rohrs 31 ist mit einer stromabwärtigen Seite der Einlassumgehungspassage 16 verbunden. Die Ansaugöffnung 31c des äußeren Rohrs 31 ist mit einer später erwähnten ersten Kurbelgehäusegasrückführpassage 18 verbunden. Wenn Luft von dem Führungsendabschnitt 32a der Düse 32 eingespritzt wird, wird in der Druckentlastungskammer 31a ein Unterdruck erzeugt. Dieser Unterdruck wirkt auf die Ansaugöffnung 31c und saugt von der ersten Kurbelgehäusegasrückführpassage 18 Kurbelgehäusegas durch die Ansaugöffnung 31c an. Das angesaugte Kurbelgehäusegas wird zusammen mit der Luft durch die Verengung 31b und durch den Ausgang 31d aus dem äußeren Rohr 31 ausgestoßen.
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Hierbei ist, wie in 2 gezeigt, die Düse 32 mit einem Ventil 36 versehen, um die Fließgeschwindigkeit von Luft, der es ermöglicht ist, durch die Düse 32 zu passieren, zu regulieren. Dieses Ventil 36 enthält einen in der Düse 32 vorgesehenen Ventilsitz 32c, ein Ventilelement 37, das in einen und aus einem Kontakt mit dem Ventilsitz 32c bewegbar ist, und eine Feder 38, die das Ventilelement 37 drückt, um es von dem Ventilsitz 32c zu trennen.
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3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die das Ventil 36 in dem Ejektor 17 zeigt. Wie in 2 gezeigt, hat die Düse 32 eine zylindrische Form, die eine mehrfach abgestufte äußere Umfangsfläche hat. Die Düse 32 enthält einen Basisabschnitt 32d mit einem großen Durchmesser und einen Führungsendabschnitt 32a mit einem kleinen Durchmesser, und eine Einspritzöffnung 32e an der Spitze des Führungsendabschnitts 32a. Der Hohlraum des Basisabschnitts 32d bildet eine Ventilkammer 32f, in der das Ventilelement 37 aufgenommen ist. Innerhalb der Düse 32 ist ein Ventilsitz 32c auf einem Schulterabschnitt 32g, der an einer Grenze zwischen dem Führungsendabschnitt 32a und dem Basisabschnitt 32d angeordnet ist, gebildet. Ein Ventilloch 32h ist im Zentrum des Ventilsitzes 32c gebildet. Dieses Ventilloch 32h ist zu dem Hohlraum des Führungsendabschnitts 32a der Düse 32 durchgängig. In dem Basisabschnitt 32d der Düse 32 ist eine separat gebildete Rohrverbindung 33 vorgesehen, so dass eine Öffnung der Rohrverbindung 33 den Eingang 32b der Düse 32 definiert.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, hat das Ventilelement 37 des Ventils 36 eine hohle säulenartige Form, die eine mehrfach abgestufte äußere Umfangsfläche hat und unten geschlossenen ist. Ein Hohlraum 37a des Ventilelements 37 ist zu der stromaufwärtigen Seite eines Luftflusses offen. Das Ventilelement 37 enthält einen vorspringenden Abschnitt 37b, der beweglich in das Ventilloch 32h eingebracht ist. Im Speziellen enthält das Ventilelement 37 einen Abschnitt 37c mit einem großen Durchmesser, einen Abschnitt 37d mit einem mittleren Durchmesser und einen Abschnitt 37e mit einem kleinen Durchmesser. Der Abschnitt 37c mit dem großen Durchmesser und der Abschnitt 37d mit dem mittleren Durchmesser sind konzipiert, intern den Hohlraum 37a zu bilden. Der Abschnitt 37d mit dem mittleren Durchmesser und der Abschnitt 37e mit dem kleinen Durchmesser bilden den vorstehenden Abschnitt 37b. Die Grenze zwischen dem Abschnitt 37c mit dem großen Durchmesser und dem Abschnitt 37d mit dem mittleren Durchmesser stellt eine flache Schulter 37f bereit. Der äußere Durchmesser des Abschnitts 37d mit dem mittleren Durchmesser ist bestimmt, geringfügig kleiner zu sein, als der innere Durchmesser des Führungsendabschnitts 32a der Düse 32, um es Luft zu ermöglichen, zwischen dem Abschnitt 37d mit dem mittleren Durchmesser und dem Führungsendabschnitt 32a zu fließen. An einem Führungsende des Abschnitts 37e mit dem kleinen Durchmesser sind eine Mehrzahl von Rippen 37g gebildet, um eine Bewegung des Abschnitts 37e mit dem kleinen Durchmesser in dem Führungsendabschnitt 32a der Düse 32 zu führen. An einem Fußende des Abschnitts 37c mit dem großen Durchmesser ist ein Flansch 37h gebildet. Der äußere Durchmesser des Flansches 37h ist bestimmt, geringfügig kleiner als der innere Durchmesser des Basisabschnitts 32d der Düse 32 zu sein, so dass es Luft ermöglicht wird, zwischen dem Flansch 37h und dem Basisabschnitt 32d durchzufließen. Auf dem äußeren Umfang des Flanschs 37h ist eine Mehrzahl von Nuten 37i gebildet, so dass es Luft ermöglicht wird, auch durch die Nuten 37i zu fließen. Eine Endfläche des Flanschs 37h ist einer Mehrzahl von vorstehenden Beinabschnitten 37j gebildet.
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In der obigen Konfiguration wird, während keine Luft in der Düse 32 fließt, das Ventilelement 37 durch die Feder 38 in eine Richtung eines vollständigen Öffnens (linksseitig in 2) gedrückt oder gedrängt, um das Ventil 36, wie in 2 gezeigt, mit einem Teil der Düse 32 in Kontakt zu halten. Um genau zu sein, werden in einem vollständig geöffneten Zustand des Ventils 36, wie in 2 gezeigt, die auf der Endfläche des Flanschs 37h gebildeten Beinabschnitte 37j durch die Feder 38 gedrückt, um an der Endfläche 33a der in dem Basisabschnitt 32d der Düse 32 vorgesehenen Rohrverbindung 33 anzustoßen. In diesem Zustand ist eine Durchflusspassage 39 zwischen der Endfläche 33a der Rohrverbindung 33 und dem Flansch 37h des Ventilelements 37 durch die Beinabschnitte 37j vorgesehen. Mit anderen Worten ist das Ventil 36 so konfiguriert, dass, während das Ventilelement 37 einen Teil der Düse 32 berührt, die Durchflusspassage 39 zwischen dem Ventilelement 37 und der Düse 32 gebildet wird. Dementsprechend wird es, wenn Luft in diesem Zustand durch den Eingang 32b in die Düse 32 eintritt, der Luft ermöglicht, durch die Durchflusspassage 39 in die Düse 32 zu fließen.
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Andererseits ist, wie in 3 gezeigt, das Ventil 36 auch so konfiguriert, dass der auf das Ventilelement 37 wirkende Luftdruck um einen gewissen Grad ansteigt, wenn Luft in die Düse 32 eingebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ventilelement 37 durch den Luftdruck gegen die Druckkraft der Feder 38 gedrückt und die Schulter 37f des Ventilelements 37 berührt den Ventilsitz 32c, und das Ventilelement 37 blockiert die Durchflusspassage in der Düse 32. Das heißt, dass das Ventil 36 in einen geschlossenen Ventilzustand kommt.
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In 2 ist die in der Druckentlastungskammer 31a des Ejektors 17 gebildete Ansaugöffnung mit einem Ausgang der ersten Kurbelgehäusegasrückführpassage 18, wie in 2 gezeigt, verbunden. Ein Eingang dieser ersten Kurbelgehäusegasrückführpassage 18 ist mit dem Kurbelgehäuse 19 des Motors 1 verbunden. Die erste Kurbelgehäusegasrückführpassage 18 dient dazu, es dem Kurbelgehäusegas, das aus einem Brennraum 20 des Motors 1 in das Kurbelgehäuse 19 austritt, durch die Einlasspassage 3 zurück zu dem Brennraum 20 zu fließen. Während des Betriebs des Laders 7 veranlasst dementsprechend der Ladedruck die Luft, in den Ejektor 17 zu fließen, und einen Unterdruck in der Druckentlastungskammer 31a des Ejektors 17 zu erzeugen. Dieser Unterdruck wirkt durch die erste Kurbelgehäusegasrückführpassage 18 auf das Kurbelgehäuse 19. Durch diese Unterdruckwirkung wird das Kurbelgehäusegas von dem Kurbelgehäuse 19 in die Rückführpassage 18 eingeführt. Das Kurbelgehäusegas fließt dann durch den Ejektor 17 und die Einlassumgehungspassage 16 in die Einlasspassage 3. Das in die Einlasspassage 3 fließende Kurbelgehäusegas wird über den Kompressor 8, die Einlasspassage 3 und anderes zu dem Brennraum 20 des Motors 1 zurückgeführt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Kopfabdeckung 21 des Motors 1 mit einer zweiten Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 verbunden, um es dem aus dem Brennraum 20 austretenden Kurbelgehäusegas zu ermöglichen, durch die Einlasspassage 3 zu dem Brennraum 20 zurück zu fließen. Ein Ausgang der zweiten Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 ist mit dem Ausgleichsbehälter 3a der Einlasspassage 3 verbunden. Während des Betriebs des Motors 1 aber ohne Betrieb des Laders 7 ist der Druck in dem Ausgleichsbehälter 3a negativ. Dieser Unterdruck wirkt auf die zweite Kurbelgehäusegasrückführpassage 22. Dies veranlasst das Kurbelgehäusegas, aus der Kopfabdeckung 21 zu der zweiten Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 zu fließen. In der Kopfabdeckung 21 ist in dem Eingang der zweiten Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 ein PCV-Ventil 23 vorgesehen. Dieses PCV-Ventil 23 dient dazu, die Fließgeschwindigkeit des von der Kopfabdeckung 21 zu der zweiten Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 einzubringenden Kurbelgehäusegases zu regulieren.
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In dieser Ausführungsform ist eine Frischlufteinführpassage 24 zwischen dem Motor 1 und der Einlasspassage 3 vorgesehen, um Frischluft in die Kopfabdeckung 21 und das Kurbelgehäuse 19 einzuführen. Ein Eingang dieser Frischlufteinführpassage 24 ist benachbart zu dem Luftfilter 6 mit der Einlasspassage 3 verbunden und ein Ausgang derselben Passage 24 ist mit der Kopfabdeckung 21 verbunden. Das Innere der Kopfabdeckung 21 und das Innere des Kurbelgehäuses 19 sind über eine in dem Motor 1 vorgesehene Verbindungspassage (nicht gezeigt) zueinander durchgängig.
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Entsprechend der Kurbelgehäusegasrückführvorrichtung in der oben erklärten vorliegenden Ausführungsform wirkt während eines Betriebs des Motors 1 aber einem Nicht-Betrieb des Laders 7 der in der Einlasspassage 3 stromabwärts des Drosselventils 15 erzeugte Unterdruck auf die zweite Kurbelgehäusegasrückführpassage 22. Durch diese Wirkung eines Unterdrucks wird das in der Kopfabdeckung 21 stehende Kurbelgehäusegas veranlasst, durch die zweite Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 zu dem Ausgleichsbehälter 3a zu fließen. Dementsprechend ist es während eines Nicht-Betriebs des Laders 7 möglich, das Kurbelgehäusegas in der Kopfabdeckung 21 über die zweite Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 und die Einlasspassage 3 zu dem Brennraum 20 zurück zu führen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Fließgeschwindigkeit des Kurbelgehäusegases, dem es ermöglicht wird, von der Kopfabdeckung 21 zu der zweiten Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 zu fließen, durch das PCV-Ventil 23 auf einen angemessenen Wert geregelt.
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Andererseits ist während eines Betriebs des Motors 1 und eines Betriebs des Laders 7 der Druck in der Einlasspassage 3 stromabwärts des Laders 7 ein positiver Druck (Aufladedruck). Somit wirkt der Unterdruck nicht auf den Ausgang der zweiten Kurbelgehäusegasrückführpassage 22. Dementsprechend wird kein Kurbelgehäusegas von der Kopfabdeckung 21 durch die zweite Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 zu der Einlasspassage 3 ausgestoßen. Zu diesem Zeitpunkt tritt in der Einlasspassage 3 ein Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Laders 7 auf. Gleichzeitig tritt auch zwischen beiden Enden der Einlassumgehungspassage 16 ein Druckunterschied in einer Einlassluft auf. Dieser Druckunterschied (Ladedruck) veranlasst Luft dazu, in die Einlassumgehungspassage 16 zu fließen, und dabei in dem Ejektor 17 einen Unterdruck zu erzeugen. Folglich wirkt der Unterdruck von dem Ejektor 17 auf den Ausgang der ersten Kurbelgehäusegasrückführpassage 18, und ermöglicht es dem Kurbelgehäusegas, das in dem Kurbelgehäuse 19 steht, durch die erste Kurbelgehäusegasrückführpassage 18, den Ejektor 17 und die Einlassumgehungspassage 16 in die Einlasspassage 3 stromaufwärts des Laders 7 zu fließen. Hierbei beeinflussen die Einlassumgehungspassage 16 und der Ejektor 17 einen Einlasswiderstand in die Einlasspassage 3 nicht, da die Einlassumgehungspassage 16 durch Umgehen eines Teils der Einlasspassage 3 angeordnet ist. Dementsprechend wird das Kurbelgehäusegas zu dem Brennraum 20 zurückgeführt, ohne während eines Betriebs des Laders 7 einen Einlasswiderstand in die Einlasspassage 3 zu erhöhen.
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Entsprechend dem Ejektor 17 in der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn Luft als Arbeitsfluid in die Düse 32 eingeführt wird und dann von der Düse 32 eingespritzt wird, der Unterdruck in der Druckausgleichskammer 31a erzeugt. Dieser Unterdruck wirkt, um Kurbelgehäusegas als Zielfluid durch die Ansaugöffnung 31c in das äußere Rohr 31 zu saugen. Das angesaugte Kurbelgehäusegas wird dann zusammen mit der Luft durch die Verengung 31b und den Ausgang 31d aus dem äußeren Rohr 31 ausgestoßen. Hierbei stellt das in der Düse 32 vorgesehene Ventil 36 die Fließgeschwindigkeit von Luft, der es ermöglicht wird, durch die Düse 32 zu fließen, ein. Wenn der auf die Düse 32 wirkende Luftdruck (Ladedruck) ansteigt, nähert sich das Ventilelement 37 durch den Luftdruck gegen die Druckkraft der Feder 38 dem Ventilsitz 32c. Das heißt, das Ventilelement 37 bewegt sich in die Ventilschließrichtung. Somit nimmt die Luftfließgeschwindigkeit, der es ermöglicht wird, durch die Düse 32 zu fließen, ab, so dass die von der Düse 32 einzuspritzende Luftmenge abnimmt. Dies kann, selbst wenn der auf die Düse 32 wirkende Luftdruck (Ladedruck) ansteigt, einen Anstieg der Luftfließgeschwindigkeit verhindern, die Erzeugung eines Unterdrucks durch den Ejektor 17 unterdrücken und einen Anstieg der Kurbelgehäusegasfließgeschwindigkeit, der größer als notwendig ist, einschränken. Es ist daher möglich, eine übermäßige Rückführmenge von Kurbelgehäusegas zu dem Motor 1 zu unterdrücken.
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Folglich wird in einem Hochaufladebereich, in dem der Lader 7 einen hohen Ladedruck bereitstellt, der Ladedruck nicht in dem Ejektor 17 aufgebraucht und somit kann der ganze Ladedruck zu dem Motor 1 geliefert werden. Dies kann eine Verringerung der Ausgangsleistung des Motors 1 in dem Hochaufladebereich verhindern. Da eine übermäßige Rückführmenge von Kurbelgehäusegas in dem Hochaufladebereich unterdrückt werden kann, ist es möglich, das Kurbelgehäusegas daran zu hindern, Öl von dem Kurbelgehäuse 19 wegzubefördern. Somit kann der Verbrauch von Motoröl reduziert werden. Darüber hinaus ist es möglich, eine Schwankung des Luft-Brennstoffverhältnisses des Motors 1 aufgrund der übermäßigen Rückführmenge von Kurbelgehäusegas zu verhindern, und dabei eine Verschlechterung der Abgasemission des Motors 1 zu verhindern.
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4 ist ein Diagramm, das ein Luftflussverhalten des Ejektors 17 in der vorliegenden Ausführungsform zeigt. In diesem Diagramm zeigt eine durchgehende Linie das Luftflussverhalten des Ejektors 17 in der vorliegenden Ausführungsform an und eine unterbrochene Linie gibt das Luftflussverhalten eines Ejektors in einem konventionellen Beispiel, das kein Ventil hat, an. Dieses Diagramm gibt an, dass auch in dem konventionellen Beispiel die Fließgeschwindigkeit (Antriebsfließgeschwindigkeit) der Luft allmählich bis zu einem maximalen Wert ansteigt, da der Druck (Antriebsdruck) von zu dem Ejektor zu liefernder Luft ansteigt. Im Gegensatz dazu steigt in der vorliegenden Ausführungsform die Antriebsfließgeschwindigkeit allmählich bis zu einem vorbestimmten oberen Grenzwert (in diesem Fall 70 L/min) und fällt dann allmählich davon ab und nähert sich fast an Null an. In der vorliegenden Ausführungsform ändert sich der in dem Ejektor 17 gleichzeitig erzeugte Unterdruck gemäß dem obigen Luftflussverhalten. Die Fließgeschwindigkeit von Kurbelgehäusegas, dem es ermöglicht wird, durch den Ejektor 17 und anderen in die Einlasspassage 3 zu fließen, zeigt auch dieselbe charakteristische Tendenz. In 4 stellt ein Wert „Q” der Antriebsfließgeschwindigkeit eine obere Grenze dar, um die Verbrauchsdurchflussrate von Motoröl innerhalb eines erforderlichen Bereichs zu begrenzen. Das Luftflussverhalten in der vorliegenden Ausführungsform kann auf einen Wert abgeschwächt werden, der niedriger als die obere Grenze Q ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann die Luft, die in der Düse 32 fließt, Schlamm enthalten. Der in der Luft enthaltene Schlamm tritt durch die Öffnung des Ventilelements 37 in den unten geschlossenen Hohlraum 37a ein und wird darin gefangen. Es ist daher möglich, eine Verschlechterung der Bewegung des Ventilelements aufgrund von Schlamm zu verhindern und somit durch den Ejektor 17 verursachte Schwankungen in dem Luftflussverhalten zu reduzieren.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird das Ventilelement 37 des Ventils 36 durch die Feder 38 in eine Richtung eines vollständigen Öffnens gedrückt und mit einem Teil der Düse 32 (der Endfläche 33a der Rohrverbindung 33) in Kontakt gehalten. Dementsprechend wird in dem vollständig geöffneten Zustand des Ventils 36 das Ventilelement 37 gegen die Düse 32 gedrückt und daran festgesetzt. Dies kann ein Schwingen des Ventilelements 37 verhindern, während das Ventil 36 in dem vollständig geöffneten Zustand ist, und dabei einen Verschleiß des Ventilelements 37 aufgrund der Schwingung verhindern.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Durchflusspassage 39 zwischen dem Ventilelement 37 und der Düse 32 gebildet, wenn das Ventilelement 37 des Ventils 36 in Kontakt mit einem Teil der Düse 32 gehalten wird. In dem vollständig geöffneten Zustand des Ventils 36 ermöglicht es daher die Durchflusspassage 39 der Luft, in der Düse 32 zu fließen. Dies kann den Luftfluss von da an stabilisieren, wenn die Luft beginnt, in den Ejektor 17 zu fließen, und Schwankungen in der Luftfließgeschwindigkeit reduzieren.
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In der vorliegenden Ausführungsform enthält das Ventilelement 37 in dem Ventil 36 den in dem Ventilloch 32h des Ventilsitzes 32c beweglich eingebrachten vorstehenden Abschnitt 37b. Dementsprechend ist der vorstehende Abschnitt 37b des Ventilelements 37 beweglich in dem Ventilloch 32h eingebracht und die Bewegung des Ventilelements 37 wird durch das Einbringverhältnis des vorstehenden Abschnitts 37b bezüglich des Ventillochs 32h und des Hohlraums des Führungsendabschnitts 32a der Düse 32 geführt. Als ein Ergebnis kann die Bewegung des Ventilelements 37 stabilisiert werden und dabei ein stabiles Luftflussverhalten erreicht werden. Dies kann das in dem Ejektor 17 erzeugte Unterdruckverhalten stabilisieren.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Teil der durch den Lader 7 aufgeladenen Luft durch die Düse 32 eingespritzt, erzeugt dabei den Unterdruck in der Druckentlastungskammer 31a und saugt dabei durch die Ansaugöffnung 31c Kurbelgehäusegas ein. Das so angesaugte Kurbelgehäusegas wird zusammen mit Luft durch die Verengung 31b und den Ausgang 31d aus dem äußeren Rohr 31 ausgestoßen. Wenn der Ladedruck ansteigt, ist es möglich, die Erzeugung von Unterdruck in dem Ejektor allmählich zu unterdrücken, um die Kurbelgehäusegasrückführmenge allmählich zu reduzieren.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Fließgeschwindigkeit des Kurbelgehäusegases, dem es ermöglicht wird, in die zweite Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 zu fließen, durch das PCV-Ventil 23 auf einen angemessenen Wert reguliert, da das PCV-Ventil 23 in dem Eingang der zweiten Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 vorgesehen ist. Es ist dementsprechend möglich, eine übermäßige Menge von Kurbelgehäusegas daran zu hindern durch die zweite Kurbelgehäusegasrückführpassage 22 zu dem Brennraum 20 zurückzukehren.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und kann in anderen spezifischen Formen verkörpert sein, ohne sich von den wesentlichen Eigenschaften davon zu entfernen.
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In der obigen Ausführungsform verwendet der Motor 1 mit einem Lader den wie oben konfigurierten Ejektor 17, um ein Kurbelgehäusegas während des Aufladens zu dem Motor 1 zurückzuführen, und reguliert die Rückführmenge des Kurbelgehäusegases. Als eine Alternative kann der Ejektor gemäß der Erfindung verwendet werden, um ein Abgasrückführ-(EGR-)Gas zu einem Motor zurückzuführen und eine Rückführmenge von Abgasrückführ-(EGR-)Gas zu regulieren.
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Während die vorliegend bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es so zu verstehen, dass diese Offenbarung zum Zweck der Darstellung ist, und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen ausgeführt werden können, ohne sich von dem Bereich der Erfindung, wie in den angehängten Ansprüchen dargelegt, zu entfernen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung kann z. B. in einer Vorrichtung verwendet werden, die angeordnet ist, um während eines Aufladens eines Motors mit einem Lader Kurbelgehäusegas und Abgasrückführ-(EGR-)Gas als ein Zielfluid zu einer Einlasspassage zurückzuführen oder in Umlauf zu bringen.
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Bezugszeichenliste
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- 16
- Einlassumgehungspassage
- 18
- erste Kurbelgehäusegasrückführpassage
- 19
- Kurbelgehäuse
- 31
- äußeres Rohr
- 31a
- Druckentlastungskammer
- 31b
- Verengung
- 31c
- Ansaugöffnung
- 31d
- Ausgang
- 32
- Düse
- 32a
- Führungsendabschnitt
- 32b
- Eingang
- 32c
- Ventilsitz
- 32h
- Ventilloch
- 33a
- Endfläche
- 36
- Ventil
- 37
- Ventilelement
- 37a
- Hohlraum
- 37b
- vorstehender Abschnitt
- 37c
- Abschnitt mit großem Durchmesser
- 37d
- Abschnitt mit mittlerem Durchmesser
- 37e
- Abschnitt mit kleinem Durchmesser
- 37f
- Schulter
- 37i
- Nut
- 37j
- Beinabschnitt
- 38
- Feder
- 39
- Durchflusspassage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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