CN114320553A - 用于排气气体传感器的圆形采样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种排气系统，排气系统包括排气管件，排气管件具有限定沿着轴线延伸的排气气体通路的内表面。至少一个传感器开口在排气管件中，且构造成接纳排气气体传感器。壁定位于排气气体通路内，以至少部分地围绕至少一个传感器开口延伸。壁具有限定内部容积的内壁表面。入口管环与内部容积流体连通，并且入口管环从敞开通向内部容积的第一端延伸到第二端，第二端同样与内部容积流体连通。入口管环包括多个入口孔。
Description
技术领域
本公开总体上涉及一种用于位于排气管件中的排气气体传感器的采样装置。
背景技术
车辆包括利用催化器从发动机排气气体中去除污染物的排气系统。这种催化器的一个示例是选择性催化还原(SCR)催化器，其中，氮氧化物(NOx)还原反应在氧化气氛中进行。使用氨作为催化器系统内的还原剂可以降低NOx的水平。当还原剂与NOx反应将污染物转化为氮、水和少量CO2时，发生还原化学反应。使用NOx传感器来测量离开SCR催化器的排气气体中的残留NOx含量。
发明内容
根据本公开的一示例性方面的排气系统主要包括排气管件，排气管件具有限定沿着轴线延伸的排气气体通路的内表面。至少一个传感器开口在排气管件中，且构造成接纳排气气体传感器。壁定位在排气气体通路内，以至少部分地围绕至少一个传感器开口延伸。壁具有限定内部容积的内壁表面。入口管环与内部容积流体连通，且入口管环从敞开通向内部容积的第一端延伸到第二端，第二端也与内部容积流体连通。每个入口管环包括多个入口孔。
在前述系统的另一非限制性实施例中，排气管件具有延伸穿过轴线的截面，并且其中入口管环延伸穿过该截面，以在内部容积内将来自截面的不同区域的排气气体朝向至少一个传感器开口引导。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，壁包括将排气流引入内部容积的至少一个入口开口和将排气流引出内部容积的至少一个出口开口。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，壁完全围绕至少一个传感器开口延伸。
根据本公开的还有另一示例性方面的排气系统主要包括排气管件，排气管件限定沿着轴线延伸并且具有延伸穿过该轴线的截面的排气气体通路。排气管件包括至少一个传感器开口，并且NOx传感器安装在传感器开口内，且延伸到在排气气体通路内的传感器末端。壁位于排气气体通路内，以至少部分地围绕传感器末端延伸，其中壁具有限定内部容积的内壁表面。入口管环与内部容积流体连通，且入口管环从敞开通向内部容积的第一端延伸到也与内部容积流体连通的第二端。每个入口管环包括多个入口孔。
前述段落的实施例、示例和替代方式，权利要求书或以下描述和附图，包括它们的各个方面或相应的单独特征中的任何一个可以独立地或以任何组合来采用。结合一个实施例描述的特征可适用于所有实施例，除非这些特征不能兼容。
附图说明
从具体实施方式部分中所公开的示例的各种特征和优点将对于本领域技术人员变得明了。具体实施方式部分所附的附图可简要描述如下：
图1示出了车辆排气系统的示意图。
图2A是如图1所示的系统中使用的采样装置的入口端视图，其具有入口管环和中心入口管。
图2B是图2A所示的采样装置的出口端视图。
图2C是如图1所示的系统中使用的、没有中心管的采样装置的另一实施例的出口端视图。
图3是图2A所示的采样装置的示意性侧视图，但为了清楚起见仅示出了中心入口管。
具体实施方式
本公开详述了示例性采样装置，该采样装置将排气气体导向位于排气管件内的传感器末端。图1示出了车辆排气系统10，如所知的那样，其引导发动机12产生的热排气气体通过各种上游排气部件14以减少排放并控制噪声。在一个示例构造中，上游排气部件14可包括柴油氧化催化器(DOC)和/或柴油微粒过滤器(DPF)，其被用来如已知的那样从排气气体中移除污染物。在这些上游排气部件14下游是一个或多个附加的排气气体后处理部件16，排气气体后处理部件也如已知的那样从排气气体中移除污染物。离开排气气体后处理部件16的排气气体被引导到下游排气部件18，比如谐振器、消声器等，并最终离开到大气中。这些上游部件14和下游部件18可以根据车辆应用场合和可用的封装空间以各种不同的构造和组合来安装。
在一个示例构造中，使用注射系统20以将还原剂(诸如举例来说尿素和水的溶液)注射到排气气体后处理部件16上游的排气气体流中。如已知的，注射系统20包括流体供应源22、定量装置/注射器24以及如已知的那样控制尿素的注射的控制器26。可选的混合器28也可定位在排气气体后处理部件16上游，使得混合器28可以将所注射的还原剂和排气气体近乎充分地混合在一起，之后再进入排气气体后处理部件16。
在一个示例构造中，排气气体后处理部件16包括至少一个选择性催化还原(SCR)催化器，在其中还原剂与NOx反应以将污染物转化为氮、水和少量CO2。离开SCR催化器的排气气体进入排气管或排气管件30，并且使用排气气体传感器32、例如NOx传感器来测量离开SCR催化器的排气气体中的残留NOx含量。NOx传感器32的结构和运行是已知的，并且可以使用任何类型的NOx传感器来测量排气气体中的残留NOx含量。
如图2A-3所示，使用采样装置34来将排气气体导向位于排气管件30内的传感器末端36。如图3所示，排气管件30限定沿着轴线A延伸的排气气体通路38，排气气体通路38具有延伸穿过轴线A的截面X。排气管件30具有外表面40和限定排气气体通路38的内表面42。排气管件30具有至少一个传感器开口44，至少一个传感器开口44从外表面40延伸穿过排气管件30的壁厚而到达内表面42。
NOx传感器32安装在传感器开口44内并延伸到位于排气气体通路38内的传感器末端36。壁46位于排气气体通路38内，以至少部分地围绕传感器开口44和传感器末端36延伸。在一个示例中，壁46完全围绕传感器开口44和传感器末端36延伸。壁具有限定内部容积V的内壁表面48(图3)。入口管环5和中心入口管50与内部容积V流体连通。管环5和中心入口管50从敞开通向内部容积V的第一端延伸出，并且在为中心入口管的情况下，延伸到远离第一端的第二端。入口管环5从第一端延伸到同样也敞开通向内部容积V的第二端。入口管环5和进气管50包括多个入口孔56。在一个示例中，各入口孔56沿着入口管50和入口环5的长度彼此间隔开。在一个示例中，入口孔56面向上游以接纳排气流F，并且入口环5和入口管50的下游侧没有孔。入口孔56接纳排气流F，并将排气气体沿环5和管50引导向内部容积V。
在一个示例中，入口管环5是基本上圆形的，而中心入口管50沿着入口管环5的直径延伸，并延伸穿过它(图2A-B)。替代地，入口管环5可以没有跨直径延伸的中心入口管50(图2C)。虽然入口管环5示出为圆形，但是它可以是任何连续的形状，开始和结束于与内部容积V的流体连通。优选地，进气管环5的形状与管件30的横截面基本上相同。
中心入口管50具有从第一端向第二端延伸的长度。在一个示例中，中心入口管道在离散的位置处连接到壁46。由此，第一入口管的第一端与内部容积V流体连通，入口管环5的第一端与内部容积V流体连通，入口管环5的第二端与内部容积V流体连通。在一个示例中，中心入口管50和入口管环5所具有的长度和直径分别在整个截面X上从在壁46处的第一端延伸到第二端，第二端位于排气管件30的与壁46相对的内表面42处。这确保了在排气管件30的整个截面上更完整的采样。
壁46包括将排气流引入内部容积V的至少一个入口开口68(图2A)和将排气流引出内部容积V的至少一个出口开口70(图3)。在一个示例中，入口开口68的截面面积比出口开口70小。图2A-3示出的示例中存在仅一个入口开口68和仅一个出口开口70。
在一个示例中，壁46具有开口端72，开口端72直接连接到在传感器开口44周围的排气管件30的内表面42。壁46的相对端74包括封闭端。壁46在端部72、74之间完全围绕传感器开口44和末端36延伸，即，壁46围绕末端36延伸三百六十度。入口开口68形成在壁46的上游侧中，而出口开口70形成在壁46的下游侧中。壁46的形状设计为接纳从入口管道50进入到内部容积V中的的排气气体流，并有助于引导该输入流和排气气体进入入口开口68，经过传感器末端36，然后到达出口开口70。
在一个示例中，采样装置34的各元件通过冲压制成；然而，也可以使用其它方法来形成该装置。
采样装置34在截面X上延伸有入口管50和入口环5，以将来自截面X的不同区域的排气气体引导到内部容积V中并导向传感器末端36。这提高了对排气气体采样的准确性，因为传感器32正在测量的残余NOx含量代表了排气气体流中的所有排气气体，而不仅仅是靠近传感器末端36的排气气体。如果需要可以添加附加的入口管50。
采样装置34易于制造和安装，并且与现有设计相比具有更高的成本效益。此外，采样装置34可以容易地安装在现有系统内而无需重大改变。尽管采样装置示出为与NOx传感器一起使用，但是应理解的是，采样装置可以与其它类型的排气气体传感器一起使用。
尽管在本公开的附图中图示了特定的部件关系，但是这些图示并不旨在限制本公开。换句话说，所示的各种部件的放置和定向可以在本公开的范围内变化。此外，本公开所附的各种附图不一定按比例绘制，而是一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的某些细节。
上述描述本质上是示例性的而不是限制性的。对于所公开的示例的变型和改型对于本领域技术人员而言可变得明了，而不必脱离本公开的实质。因此，只能通过研究以下权利要求书来确定给予本公开的法律保护范围。
Claims (20)
1.一种排气系统，包括：
排气管件，所述排气管件具有限定沿着轴线延伸的排气气体通路的内表面；
在所述排气管件中的至少一个传感器开口，所述至少一个传感器开口构造成接纳排气气体传感器；
位于所述排气气体通路内的壁，所述壁至少部分地围绕所述至少一个传感器开口延伸，所述壁具有限定内部容积的内壁表面；以及
与所述内部容积流体连通的入口管环，其中，入口管从敞开通向所述内部容积的第一端延伸到同样敞开通向所述内部容积的第二端，并且其中所述入口管还包括多个入口孔。
2.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述排气管件具有穿过所述轴线延伸的截面，并且还包括居中的入口管，所述入口管穿过所述截面延伸,以在所述内部容积内引导来自所述截面的不同区域的排气气体朝向所述至少一个传感器开口。
3.如权利要求2所述的排气系统，其特征在于，中心入口管延伸到排气管件壁中。
4.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述入口管环是基本上圆形的。
5.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述入口管环的形状与所述排气管件的横截面的基本上相同。
6.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述壁包括将排气流引入所述内部容积的至少一个入口开口和将所述排气流引出所述内部容积的至少一个出口开口。
7.如权利要求6所述的排气系统，其特征在于，所述壁完全围绕所述至少一个传感器开口延伸。
8.如权利要求2所述的排气系统，其特征在于，所述入口管环和所述中心入口管具有相同的截面。
9.如权利要求2所述的排气系统，其特征在于，中心入口管在所述入口管环上居中。
10.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述入口管环在所述排气管件内限定路径，所述路径限定内部孔。
11.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括NOx传感器。
12.一种排气系统，包括：
排气管件，所述排气管件限定沿着轴线延伸且具有穿过所述轴线而延伸的截面的排气气体通路，并且其中，所述排气管件包括至少一个传感器开口；
NOx传感器，所述NOx传感器安装在所述传感器开口内并延伸到在所述排气气体通路内的传感器末端；
位于所述排气气体通路内的壁，所述壁至少部分地围绕所述传感器末端延伸，所述壁具有限定内部容积的内壁表面；以及
与所述内部容积流体连通的入口管环，其中，入口管从敞开通向所述内部容积的第一端延伸到同样敞开通向所述内部容积的第二端，并且其中所述入口管环包括多个入口孔。
13.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述排气管件的所述截面限定了垂直于所述轴线的平面，并且其中，居中的入口管横向于所述平面延伸。
14.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述排气管件具有穿过所述轴线延伸的截面，并且还包括居中的入口管件，所述入口管件穿过所述截面延伸以在所述内部容积内引导来自所述截面的不同区域的排气气体朝向所述至少一个传感器开口。
15.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述入口管环是基本上圆形的。
16.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述入口管环和所述中心入口管具有相同的横截面。
17.如权利要求15所述的排气系统，其特征在于，所述入口管环的形状与所述排气管件的截面基本上相同。
18.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述壁包括将排气流引入所述内部容积的至少一个入口开口和将所述排气流引出所述内部容积的至少一个出口开口。
19.如权利要求18所述的排气系统，其特征在于，所述壁完全围绕所述传感器末端地延伸。
20.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述入口管环延伸穿过所述截面，以将来自所述截面的不同区域的排气气体引导到所述内部容积中并导向所述传感器末端。
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