CN215115382U - 排气系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种排气系统，排气系统包括排气管，排气管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中，且构造成接纳排气气体传感器。壁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。多个入口管道与内部容积流体连通，并且每个入口管道从第一端延伸到第二端，第一端通入内部容积，第二端在第一端远侧。每个入口管道包括多个入口孔。

Description

排气系统
技术领域
本公开总体上涉及一种用于位于排气管道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。使用氨作为催化体系内的还原剂可以降低NOx的含量。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。
实用新型内容
根据本公开的一示例性方面的排气系统主要包括排气管，该排气管具有限定出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中，且构造成接纳排气气体传感器。壁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。多个入口管道与内部容积流体连通，并且每个入口管道从第一端延伸到第二端，第一端通入内部容积，第二端在第一端的远侧。每个入口管道包括多个入口孔。
在前述系统的另一非限制性实施例中，排气管具有穿过轴线地延伸的截面，并且其中多个入口管道穿过该截面延伸，以在内部容积内将来自该截面的不同区域的排气气体朝向至少一个传感器开口地引导。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，该多个入口管道以预限定的角度倾斜(成角度地)地远离彼此。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，该壁包括将排气气体流引入内部容积的至少一个入口开口和将排气气体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，该壁完全围绕至少一个传感器开口延伸。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，该多个入口管道至少包括第一入口管道、第二入口管道和第三入口管道。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，第一入口管道具有第一管道轴线，该第一管道轴线相对于轴线成第一角度地延伸；其中第二入口管道位于第一入口管道的一侧上并且具有第二管道轴线，该第二管道轴线相对于第一管道轴线成第二角度；并且其中，第三入口管道位于第一入口管道的相对侧上，并且具有第三管道轴线，该第三管道轴线相对于第一管道轴线成第三角度。
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，该排气管限定沿着轴线延伸并且具有穿过该轴线地延伸的截面的排气气体通路。排气管包括至少一个传感器开口，并且NOx传感器安装在该传感器开口内，并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，其中壁具有限定出内部容积的内壁表面。多个入口管道与内部容积流体连通，并且每个入口管道从第一端延伸到第二端，第一端通入内部容积，第二端在第一端远侧。每个入口管道包括多个入口孔。
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显。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立体图，其具有多个入口管道
图2B是图2A所示的采样装置的入口端视图。
图2C是图2A所示的采样装置的出口端视图。
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一根入口管道。
图4是图3所示的采样装置的示意性上游端视图。
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下游的是一个或多个附加的排气气体后处理部件16，该排气气体后处理部件16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安装。
在一个示例构造中，使用喷射系统20以将还原剂(比如尿素和水的溶液)喷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，喷射系统20包括流体供应源22、定量装置/喷射器24以及控制尿素喷射的控制器26。可选的混合器28也可以定位在排气气体后处理部件16上游，使得混合器28可以在进入排气气体后处理部件16之前将所喷射的还原剂和排气气体充分混合。
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道或排气管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的结构和操作是已知的，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-图4所示，使用采样装置34来将排气气体导向位于排气管30 内的传感器末端36。如图3中所示，排气管30限定出沿着轴线A延伸的排气气体通路38，并且具有穿过轴线A而延伸的截面X。排气管30具有外表面40和限定出排气气体通路38的内表面42。排气管30具有至少一个传感器开口44，该至少一个传感器开口44从外表面40延伸穿过排气管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。壁具有限定出内部容积V的内壁表面48(图 3)。多个入口管道50与内部容积V流体连通。每个入口管道50从第一端 52延伸到第二端54，第一端52通入内部容积V，第二端54在第一端52 远侧。每个入口管道50包括多个入口孔56。在一个示例中，各入口孔56 沿着入口管道50的长度彼此间隔开。在一个示例中，入口孔56面向上游以接收排气流F，并且入口管道50的下游侧没有孔。入口孔56接收排气流 F，并将排气气体沿管道50向上导向内部容积V。
排气管30的截面限定了垂直于轴线A的平面P(图3)。在图3所示的一个示例中，多个入口管道50中的一个或多个相对于平面P以角度α延伸，例如，管道50与平面P并不共面。为清楚起见，在图3中仅示出一个入口管道50。在图4所示的一个示例中，多个入口管道50以预先限定的角度β1、β2倾斜地远离彼此。角度β1、β2可以是相同的角度，或者角度β1、β2可以彼此不同。
在一个示例中，多个入口管道50至少包括第一入口管道50a、第二入口管道50b和第三入口管道50c，如图4所示。该示例中，第一入口管道 50a具有第一管道轴线A1，该轴线A1与排气管30的中心轴线A成角度α地延伸(图3)。第二入口管道50b位于第一入口管道50a的一侧上，并且具有第二管道轴线A2，第二管道轴线A2相对于第一管道轴线A1成角度β1。第二入口管道50c位于第一入口管道50a的相对侧上，并且具有第三管道轴线A2，第三管道轴线A2相对于第一管道轴线A1成角度β2。在一个示例中，第一角度β1和第二角度β2是相对于第一管道轴线A1的倾斜角。
每个入口管道50具有从第一端52延伸到第二端54的长度。各长度可以彼此相同或不同。在一个示例中，每个入口管道在离散的位置处连接到壁46。因此，第一入口管道50a的第一端52经由第一壁开口60与内部容积V流体连通，第二入口管道50b的第一端52经由第二壁开口62与内部容积V流体连通，并且第三入口管道50c的第一端52经由第三壁开口64 与内部容积V流体连通。开口60、62、64彼此隔开，如图4所示。在一个示例中，每个入口管道50a、50b、50c所具有的长度在整个截面X上从在壁46处的第一端52延伸到第二端54，第二端54位于排气管30的内表面 42处，与壁46相对。这确保了在排气管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中的至少一个入口开口68(图2B) 和将排气流引出内部容积V的至少一个排气开口70(图2C)。在一个示例中，入口开口68的截面面积比出口开口70小。示出了采样装置34的上游侧的图4显示出具有多个入口开口68的示例。图2A至图2B示出了其中仅存在一个入口开口68和仅一个出口开口70的示例。
在一个示例中，壁46具有开口端72，该开口端72直接连接到在传感器开口44的排气管30周围内表面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。入口管道50a、50b、50c的开口60、62、64 可形成在壁内或封闭端内。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的形状被设计为接收从入口管道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，且然后到达出口开口70。
在一个示例中，采样装置34由压印制成；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上延伸有多个入口管道50，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正在测量代表了排气气体中的所有排气气体的残余NOx含量，而不仅仅是代表靠近传感器末端36的排气气体。优选至少三个入口管道50以提供期望的采样准确性；然而，如果需要，可以增加其它的入口管道。
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，并且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。
前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修改对于本领域技术人员而言可以变得明显，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，该排气管具有限定出沿着轴线延伸的排气气体通路的内表面；
在所述排气管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，所述壁具有限定出内部容积的内壁表面；以及
与所述内部容积流体连通的多个入口管道，其中，每个入口管道从第一端延伸到第二端，所述第一端通入到所述内部容积，所述第二端在所述第一端远侧，并且其中每个所述入口管道包括多个入口孔。
2.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述排气管具有穿过轴线延伸的截面，并且其中所述多个入口管道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，所述排气管的所述截面限定了垂直于所述轴线的平面，并且其中一个或多个所述入口管道相对于所述平面成角度地延伸。
4.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述多个入口管道的第二端彼此间隔开。
5.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述多个入口管道以预先限定的角度成角度地远离彼此。
6.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述壁包括将排气气体流引入所述内部容积的至少一个入口开口和将所述排气气体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1所述的排气系统，其特征在于，所述多个入口管道至少包括第一入口管道、第二入口管道和第三入口管道。
9.如权利要求8所述的排气系统，其特征在于，所述第一入口管道具有第一管道轴线，所述第一管道轴线相对于所述轴线成第一角度地延伸；其中，所述第二入口管道位于所述第一入口管道的一侧上并且具有第二管道轴线，所述第二管道轴线相对于所述第一管道轴线成第二角度；以及其中，所述第三入口管道位于所述第一入口管道的相对侧上，并且具有第三管道轴线，所述第三管道轴线相对于所述第一管道轴线成第三角度。
10.如权利要求9所述的排气系统，其特征在于，所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度是倾斜角。
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，所述排气管限定沿着轴线延伸的排气气体通路，并且具有穿过所述轴线而延伸的截面，并且其中，所述排气管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，所述壁具有限定出内部容积的内壁表面；以及
与所述内部容积流体连通的多个入口管道，其中，每个入口管道第一端延伸到第二端，所述第一端通入所述内部容积，所述第二端在所述第一端远侧，并且其中每个所述入口管道包括多个入口孔。
13.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述排气管的所述截面限定出垂直于所述轴线的平面，并且其中，一个或多个所述入口管道相对于所述平面成角度地延伸。
14.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述多个入口管道以预先限定的角度成角度地远离彼此。
15.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述多个入口管道至少包括第一入口管道、第二入口管道和第三入口管道。
16.如权利要求15所述的排气系统，其特征在于，所述第一入口管道具有第一管道轴线，所述第一管道轴线相对于所述轴线成第一角度地延伸；其中，所述第二入口管道位于所述第一入口管道的一侧上并且具有第二管道轴线，所述第二管道轴线相对于所述第一管道轴线成第二角度；并且其中所述第三入口管道位于所述第一入口管道的相对侧上，并且具有第三管道轴线，所述第三管道轴线相对于所述第一管道轴线成第三角度。
17.如权利要求16所述的排气系统，其特征在于，所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度是倾斜角。
18.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述壁包括将排气气体流引入所述内部容积的至少一个入口开口和将所述排气气体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延伸。
20.如权利要求12所述的排气系统，其特征在于，所述多个入口管道延伸穿过所述截面，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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