DE102007000112A1 - Abgassensormontageaufbau - Google Patents

Abgassensormontageaufbau Download PDF

Info

Publication number
DE102007000112A1
DE102007000112A1 DE102007000112A DE102007000112A DE102007000112A1 DE 102007000112 A1 DE102007000112 A1 DE 102007000112A1 DE 102007000112 A DE102007000112 A DE 102007000112A DE 102007000112 A DE102007000112 A DE 102007000112A DE 102007000112 A1 DE102007000112 A1 DE 102007000112A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
gas sensor
guide element
exhaust
downstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007000112A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuichi Kariya Nakano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE102007000112A1 publication Critical patent/DE102007000112A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/008Mounting or arrangement of exhaust sensors in or on exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/22Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a condensation chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung sieht einen Abgassensor-Montageaufbau für das Montieren eines Abgassensors mit einem Messelement, das durch eine Elementabdeckung abgedeckt ist, die mit einem Abgaseinlassloch versehen ist, an einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors vor. Die Abgasleitung besitzt einen verjüngten Abschnitt, der an seinem stromaufwärtigen Ende mit einem stromabwärtigen Ende einer Abgasreinigungsvorrichtung verbunden ist, und einen stromabwärtigen Abschnitt, der an seinem stromaufwärtigen Ende mit einem stromabwärtigen Ende des verjüngten Abschnitts verbunden ist. Der Abgassensor-Montageaufbau besitzt ein Führungselement und ein Befestigungselement, das das Führungselement in solch einer Position innerhalb der Abgasleitung fixiert, dass Wasserdampf, der in einem Abgas des Verbrennungsmotors enthalten ist und im stromaufwärtigen Führungselement kondensiert ist, so geführt wird, dass er durch einen Bereich fliegt, in dem sich das Abgaseinlassloch der Elementabdeckung, die sich in der Abgasleitung befindet, nicht befindet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Abgassensor-Montageaufbau für das Montieren eines Abgassensors an einer Abgasrohrleitung eines Verbrennungsmotors und insbesondere auf einen Abgassensor-Montageaufbau, der für die Verwendung in einem Abgasreinigungssystem eines Diesel-Verbrennungsmotors geeignet ist.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • In jüngster Zeit wurde die Regulierung von Abgasemissionen von Fahrzeugen mit Diesel-Verbrennungsmotoren im Hinblick auf den Umweltschutz sehr streng. Um diese Regulierungen zu erfüllen, ist es bekannt, die Sauerstoffkonzentration eines Abgases zu erfassen und die erfasste Sauerstoffkonzentration an eine Verbrennungsmotorsteuereinheit zurückzugeben, um die Abweichung einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer EGR-Menge (Abgasrückführungsmenge) zu verhindern, so dass Stickoxide und Kohlenstoffpartikel oder Rauch in dem Abgas verringert werden können. Es ist gemeinhin bekannt, dass für einen Abgassensor für das Erfassen der Sauerstoffkonzentration in einem Abgas ein Sensor der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art verwendet wird, der einen Sauerstoffionen-Pumpvorgang des Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyts verwendet. Solch ein Sensor der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art muss auf über 650 °C erwärmt werden, um eine exakte Sensorausgabe zu erzeugen, da er ein Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt in seinem Messabschnitt verwendet. Dementsprechend besitzt er eine elektrische Heizvorrichtung.
  • Allerdings hat der vorstehend beschriebene Sensor ein Problem, wenn er an eine Abgasleitung eines wie vorstehend beschriebenen Verbrennungsmotors montiert wird. Wenn der Verbrennungsmotor aus dem kalten Zustand gestartet wird, kondensiert, da eine Innenwandtemperatur der Abgasrohrleitung niedrig ist, in einem Abgas enthaltener Wasserdampf an der Innenwand der Abgasleitung. Dieses kondensierte Wasser fliegt infolge der Strömung des Abgases von der Innenwand und spritzt an den Messabschnitt des Sensors, der durch die in ihm enthaltene elektrische Heizvorrichtung erwärmt wird. Dies verursacht eine große Wärmespannung an dem Messabschnitt des Sensors, aufgrund derer der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt, der den Messabschnitt des Sensors bildet, kaputt gehen kann. Wenn der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt kaputt geht, verschlechtert sich nicht nur die Genauigkeit der Sensorausgabe, sondern ein Abgasreinigungssystem, das die Sensorausgabe verwendet, funktioniert nicht. Um dies zu verhindern, ist es erforderlich, das Zuführen von elektrischer Energie zu der elektrischen Heizvorrichtung zu beginnen, nachdem der Wasserdampf, der an der Innenwand der Abgasleitung seit dem Start des Verbrennungsmotors kondensiert ist, abgetrocknet ist. Dementsprechend kann der Sensor nicht in Betrieb gesetzt werden, bis eine ausreichende Zeitdauer seit dem Start des Verbrennungsmotors verstrichen ist.
  • Im Übrigen gibt es zahlreiche verschiedene Sensormontageaufbauarten, die so gestaltet sind, dass sie verhindern, dass kondensierter Wasserdampf an den Messabschnitt spritzt. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2004-124783 einen Sensormontageaufbau, bei dem sich ein besonderer Teil einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors in einer niedrigen Position als die anderen Teile befindet, wobei ein Abgassensor an einer höheren Position als einem Bodenabschnitt dieses besonderen Teils montiert ist, und bei dem ein Behälter in einer niedrigeren Position als der Bodenposition vorgesehen ist, wobei der Behälter und die Abgasleitung miteinander an einer stromaufwärtigen Position einer Sensormontageposition und einer Position stromabwärtig der Sensormontageposition verbunden sind. Dieser Aufbau macht es möglich, Wasserdampf, der in der Abgasleitung nach dem Stopp des Verbrennungsmotors kondensiert ist, in dem Behälter zu sammeln, sodass, wenn der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird, verhindert werden kann, dass das kondensierte Wasser an den Messabschnitt des Sensors spritzt. Da es eine gewisse Zeit braucht, um das gesamte kondensierte Wasser in dem Behälter zu sammeln, besteht allerdings, wenn der Verbrennungsmotor in einem Zustand gestartet wird, in dem einiges kondensiertes Wasser in dem Inneren der Abgasleitung verbleibt, die Möglichkeit, dass das verbleibende kondensierte Wasser an den Messabschnitt des Sensors spritzt.
  • Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-127214 offenbart zum Beispiel einen Sensormontageaufbau, bei dem eine Abgasleitung mit einem verlängerten Abschnitt versehen ist, der einen größeren Durchmesser besitzt, und bei dem ein Abgassensor in einer Position stromabwärtig einer stromaufwärtigen Endseite des verlängerten Abschnitts und höher als ein Bodenabschnitt des verlängerten Abschnitts angeordnet ist. Dieser Aufbau ist dazu gedacht, eine Strömungsgeschwindigkeit eines Abgases in dem verlängerten Abschnitt zu verringern, um dadurch eine Flugdistanz des kondensierten Wassers in der Abgasleitung zu verringern. Allerdings wurde herausgefunden, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases nur in der Nähe der Innenwand des verlängerten Abschnitts verringert wird, und dass sie in der Nähe einer Achsmitte des verlängerten Abschnitts kaum verringert wird. Dementsprechend besteht die Möglichkeit, dass das kondensierte Wasser durch das Abgas, das durch die Achsmitte der Abgasleitung strömt, angesaugt wird und an den Messabschnitt des Sensors spritzt.
  • Wie dies vorstehend erklärt ist, können die Sensormontageaufbauarten aus dem Stand der Technik nicht zuverlässig verhindern, dass der in der Abgasleitung kondensierte Wasserdampf an den Messabschnitt des Abgassensors spritzt, und dementsprechend war es schwierig, den Verbrennungsmotor normal zu steuern, wenn der Verbrennungsmotor in einem Zustand gestartet wurde, in dem eine gewisse Menge kondensiertes Wasser an der Innenwand der Abgasleitung verblieben ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung sieht einen Abgassensor-Montageaufbau für das Montieren eines Abgassensors mit einem Messelement, das durch eine Elementabdeckung abgedeckt ist, die mit einem Abgaseinlassloch ausgebildet ist, an einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors, der mit einer Abgasreinigungsvorrichtung in einem Mittelabschnitt der Abgasleitung versehen ist, wobei die Abgasleitung einen verjüngten Abschnitt besitzt, der an seinem stromaufwärtigen Ende mit einem stromabwärtigen Ende der Abgasreinigungsvorrichtung verbunden ist, und einen stromabwärtigen Abschnitt besitzt, der an seinem stromaufwärtigen Ende mit einem stromabwärtigen Ende des verjüngten Abschnitts verbunden ist, wobei der verjüngte Abschnitt einen Durchmesser besitzt, der zu seinem stromabwärtigen Ende hin schmäler wird, wobei der Abgassensor an dem stromabwärtigen Abschnitt montiert ist und wobei der Abgassensor-Montageaufbau folgendes besitzt:
    ein Führungselement; und
    ein Befestigungselement, das das Führungselement in solch einer Position in der Abgasleitung fixiert, der Wasserdampf, der in einem Abgas des Verbrennungsmotors enthalten ist und stromaufwärtig des Führungselements kondensiert ist, so geführt wird, der einen Bereich durchfliegt, in dem sich das Abgaseinlassloch der Elementabdeckung, die sich in der Abgasleitung befindet, nicht befindet.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird die Flugbahn des kondensierten Wassers durch das Führungselement komplett verändert, um zu verhindern, dass das kondensierte Wasser durch das Abgaseinlassloch der Elementabdeckung eintritt. Dementsprechend kann mit der vorliegenden Erfindung zuverlässig verhindert werden, dass kondensiertes Wasser an das Messelement des Abgassensors spritzt. Die vorliegende Erfindung macht es möglich, einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs sofort zu starten, nachdem in dem Abgas des Verbrennungsmotors enthaltener Wasserdampf in der Abgasleitung in einem Fall kondensiert ist, in dem der Abgassensor ein Sauerstoff-Konzentrationssensor mit einem Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt in seinem Messelement ist, das während der Verwendung auf über 650 °C erwärmt werden soll.
  • Das Führungselement kann eine hohle zylindrische Form besitzen und in dem stromabwärtigen Abschnitt koaxial mit dem stromabwärtigen Abschnitt angeordnet sein, so dass sich ein stromaufwärtiges Ende des Führungselements stromaufwärtig einer Schnittposition befindet, an der sich eine erste Ebene, die sich von dem stromabwärtigen Ende des verjüngten Abschnitts aus mit einem Winkel von 30° zu einer Innenwandfläche des stromabwärtigen Abschnitts erstreckt, und eine Innenwandfläche des Führungselements miteinander schneiden, und sich ein stromabwärtiges Ende des Führungselements in solch einer Position befindet, dass sich das Abgaseinlassloch der Elementabdeckung stromaufwärtig einer zweiten Ebene befindet, die sich von dem stromabwärtigen Ende des Führungselements aus bei einem Winkel von 30° zu einer Außenwandfläche des Führungselements erstreckt.
  • Das stromaufwärtige Ende des Führungselements kann sich stromaufwärtig des stromabwärtigen Endes des verjüngten Abschnitts befinden.
  • Das stromabwärtige Ende des Führungselements kann sich stromabwärtig einer Montageposition des Abgassensors befinden.
  • Der Abgassensor-Montageaufbau kann zudem ein verjüngtes Führungselement besitzen, das einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und an seinem stromabwärtigen Ende mit dem stromaufwärtigen Ende des Führungselements verbunden ist und sich in den verjüngten Abschnitt hinein erstreckt, wobei das verjüngte Führungselement einen Durchmesser hat, der sich zu seinem stromaufwärtigen Ende hin vergrößert.
  • Ein Außenrand des stromaufwärtigen Endes des Führungselements oder der verjüngten Führungselements kann abgeschrägt sein.
  • Abgassensor kann ein Sauerstoff-Konzentrationssensor mit einem Messelement der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art und einer elektrischen Heizvorrichtung für das Erwärmen des Messelements der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art sein.
  • Die Abgasreinigungsvorrichtung kann ein Diesel-Partikelfilter sein.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung mit den Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Darstellung, die einen Gesamtaufbau eines Diesel-Verbrennungsmotors schematisch zeigt, der mit einem Abgassensor-Montageaufbau der Erfindung versehen werden kann;
  • 2 ist eine Längsschnittansicht eines Abgassensors der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art;
  • 3 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht des Abgassensors, der entlang einer in der 2 gezeigten Linie A-A geschnitten ist;
  • 4 ist eine Schnittansicht eines Abgassensor-Montageaufbaus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung von vorn;
  • 5 ist eine Schnittansicht des Abgassensor-Montageaufbaus bei einer Betrachtung in der Richtung der Pfeile A in der 4;
  • 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines eingekreisten Bereichs B, der in der 4 gezeigt ist;
  • 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines eingekreisten Bereichs C, der in der 4 gezeigt ist;
  • 8 ist eine Schnittansicht eines Abgassensor-Montageaufbaus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung von vorn;
  • 9 ist eine Schnittansicht eines Abgassensor-Montageaufbaus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung von vorn; und
  • 10A bis 10C sind teilweise vergrößerte Schnittansichten eines Abgassensor-Montageaufbaus gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung um ein stromaufwärtiges Ende eines Führungselements herum.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
  • Die 1 ist eine Darstellung, die einen Gesamtaufbau eines Diesel-Verbrennungsmotors 1 zeigt, der mit einem Abgassensor-Montageaufbau der Erfindung versehen werden kann. Der Diesel-Verbrennungsmotor 1 ist ein Vierzylinder-Verbrennungsmotor mit einer Common-Rail 2 und vier Einspritzvorrichtungen 3, die mit der Common-Rail 2 verbunden sind und so arbeiten, dass sie jeweils Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines entsprechenden Zylinders der vier Zylinder des Diesel-Verbrennungsmotors 1 einspritzen. Der Diesel-Verbrennungsmotor 1 besitzt auch einen Einlasskrümmer 4, der mit einer Einlassleitung 5 verbunden ist. Eine Strömungsrate der Ansaugluft wird durch ein Ansaugdrosselventil 6 eingestellt. Die Ansaugluft, die durch die Ansaugleitung 5 läuft, wird durch einen Luftfilter 7 gefiltert und durch ein Luftströmungsmessgerät 8 erfasst.
  • Das Abgas von dem Verbrennungsmotor 1 wird durch einen Abgaskanal 9 ausgestoßen. Der Abgaskanal 9 besitzt einen Abgaskrümmer 10 und eine Abgasleitung 11, die mit einem Dieselpartikelfilter (im Folgenden als DPF bezeichnet) 12 in ihrem mittleren Abschnitt versehen ist. Der DPF 12 kann ein konventioneller Filter sein, der durch das Ausbilden eines wärmebeständigen porösen Keramikmaterials wie beispielsweise Silikonkarbit oder Kordierit derart hergestellt ist, dass er eine Vielzahl von ersten Zellen und zweite Zellen besitzt, die parallel zu den ersten Zellen angeordnet sind, wobei die ersten Zellen an ihren stromaufwärtigen Enden geöffnet sind und an ihren stromabwärtigen Enden geschlossen sind, während die zweiten Zellen an ihren stromaufwärtigen Enden geschlossen sind und an ihren stromabwärtigen Enden geöffnet sind. Das Abgas tritt in den DPF 12 von den offenen Enden der ersten Zellen her ein und die in dem Abgas enthaltenen Partikel werden in den porösen Wänden dieser Zellen gefangen, wenn sich das Abgas zu den zweiten Zellen bewegt. Die Oberflächen der porösen Wände können einen Katalysator tragen, der die Oxidation der gefangenen Partikel unterstützt, so dass die gefangenen Partikel periodisch abgebrannt werden können.
  • Die Abgasleitung 11 ist stromaufwärtig des DPFs 12 mit einer Turbine 14 eines Turboladers 13 versehen. Der Turbolader ist mit einem Kompressor 15, der in der Ansaugleitung 5 vorgesehen ist, durch seine Turbinenwelle verbunden, um den Kompressor 15 durch die kinetische Energie des Abgases so anzutreiben, dass dadurch die Ansaugluft komprimiert wird, die in die Ansaugleitung 5 gesaugt wird. Die Ansaugleitung 5 ist stromaufwärtig des Einlassdrosselventils 6 mit einem Ladeluftkühler 17 versehen, um die Ansaugluft zu kühlen, deren Temperatur dadurch angestiegen ist, dass sie durch den Kompressor 15 komprimiert wurde. Die Abgasleitung 11 ist stromabwärtig des DPFs 12 auch mit einem Sauerstoff-Konzentrationssensor 18 der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art als einem Abgassensor versehen, um die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu erfassen. Der Aufbau und der Betrieb des Abgassensors 18 sind im Folgenden beschrieben.
  • Der Abgaskrümmer 10 ist mit dem Ansaugkrümmer 4 durch einen EGR-Kanal 19 verbunden, so dass ein Teil des Abgases zu der Ansaugluftseite zurückgeführt wird. Der EGR-Kanal 19 ist an seinem Auslassende mit einem EGR-Ventil 20 verbunden, das sich zu dem Einlasskrümmer 4 hin öffnet. Eine Menge des Abgases, das zu der Ansaugluftseite zurückkehrt (im Folgenden als „EGR-Gas" bezeichnet) kann durch das Steuern des Öffnungsgrades des EGR-Ventils 20 eingestellt werden. Der EGR-Kanal 19 ist an seinem Mittelabschnitt 10 mit einer EGR-Kühlvorrichtung 21 versehen, um das EGR-Gas zu kühlen. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Ansaugluftdrucksensor für das Erfassen eines Drucks der Ansaugluft in dem Einlasskrümmer 4.
  • Das Bezugszeichen 23 bezeichnet eine ECU (elektronische Steuereinheit), die Ausgangssignale von dem Luftströmungsmessgerät 8, dem Ansaugluftdrucksensor 22 und dem Abgassensor 18 aufnimmt. Die ECU 23 nimmt zudem Ausgangssignale von weiteren nicht gezeigten Sensoren wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor, einem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, einem Kühlwassersensor, einem Gaspedal-Betätigungsbetrags- Sensor, einem Kurbelpositionssensor und einem Kraftstoffdrucksensor auf. Die ECU 23 bestimmt den Laufzustand des Verbrennungsmotors 1 basierend auf diesen Ausgangssignalen und berechnet eine optimale Kraftstoffeinspritzmenge und eine optimale Menge des EGR-Gases abhängig von dem bestimmen Laufzustand des Verbrennungsmotors 1, um das Ansaugdrosselventil 6, die Einspritzvorrichtungen 3, das EGR-Ventil 20, den Turbolader 13 etc. zu regeln.
  • Im Folgenden ist der Aufbau und der Betrieb des Abgassensors 18 unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erklärt. Die 2 ist eine Längsschnittansicht des Abgassensors 18 und die 3 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht des Abgassensors 18, der entlang einer in der 2 gezeigten Linie A-A geschnitten ist. Der Abgassensor 18 ist ein Sauerstoff-Konzentrationssensor der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art. Der Abgassensor 18 besitzt ein rohrförmiges Gehäuse 40 aus Metall und nimmt in sich ein Messelement 43 mit einem Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Blech 42 und ein rohrförmiges Isolationselement 41 auf, das das Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolytblech an einem mittleren Umfangsabschnitt des Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolytblechs hält. Das Isolationselement 41 ist mit einem Hohlraum an seinem einen Endabschnitt ausgebildet. Dieser Hohlraum ist mit einem Isolationsabdichtelement 44 so gefüllt, dass das Abgas in der Abgasleitung 11 von der Umgebungsluft isoliert ist.
  • Ein vorderer Endabschnitt (unterer Endabschnitt in der 2) des Messelements 43, das als ein Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsabschnitt 45 dient, ragt von dem Gehäuse 40 vor und ist in einer gehäuseartigen inneren Elementabdeckung 46 untergebracht, die in einer gehäuseartigen äußeren Elementabdeckung 47 enthalten ist. Die innere Elementabdeckung 46 besitzt Abgaseinlasslöcher 46a, die in ihrer Umfangsfläche so ausgebildet sind, dass sie Abgas durch sich aufnehmen. In ähnlicher Weise besitzt die äußere Elementabdeckung 47 Abgaseinlasslöcher 47a, die an ihrer Umfangsfläche so ausgebildet sind, dass sie Abgas durch sich aufnehmen. Die Abgaseinlasslöcher 46a und die Abgaseinlasslöcher 47a sind so angeordnet, dass sie einander nicht zugewandt sind. Genauer gesagt befinden sich die Abgaseinlasslöcher 47a an Positionen, die dem vorderen Ende des Abgassensors 18 näher als die Positionen sind, an denen sich die Abgaseinlasslöcher 46a befinden. Das heißt die Abgaseinlasslöcher 47a befinden sich unterhalb der Abgaseinlasslöcher 46a, wie dies in der 9 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die Abgaseinlasslöcher 47a in einem Abstand von sieben Zehnteln des Radius der Abgasleitung 11 von der Innenwandfläche der Abgasleitung 11 entfernt.
  • Ein hinterer Endabschnitt (oberer Endabschnitt in der 2) des Messelements 43 ragt von dem Gehäuse 40 vor und ist in einer rohrförmigen Umgebungsabdeckung 48 untergebracht, die einem hinteren Ende des Gehäuses 40 fixiert ist. Die Umgebungsabdeckung 48 besitzt ein äußeres Rohr 48c und ein inneres Rohr 48d, so dass sie einen Doppelwandaufbau an ihrem oberen halben Abschnitt besitzt. Das äußere Rohr 48c ist mit Umgebungsluft-Einlasslöchern 48a ausgebildet. Das innere Rohr 48d ist mit Umgebungsluft-Einlasslöchern 48b ausgebildet, von denen jedes einem entsprechenden Loch der Umgebungsluft-Einlasslöcher 48a zugewandt ist. Die Umgebungsluft wird durch Umgebungsluft-Einlasslöcher 48a, 48b ins Innere der Umgebungsabdeckung 48 eingelassen und zu einer Referenzelektrode 42b geleitet, die dem Messelement 43 enthalten ist. Ein Wasserspritzfilter 49 ist zwischen dem äußeren Rohr 48c und dem inneren Rohr 48e an einer Position angeordnet, an der die Umgebungsluft-Einlasslöcher 48a, 48b ausgebildet sind, so dass verhindert werden kann, dass Wasser in den Abgassensor 18 eindringt.
  • Ein ringartiges Isolationsstützelement 50 ist im Inneren der Umgebungsabdeckung 48 angeordnet. Das ringartiges Isolationsstützelement 50 besitzt blattfederartige Metallanschlüsse 52, 53 in seinem Inneren, von denen sich ein Ende an einem Leitungsabschnitt (hinterer Endabschnitt) 51 des Messelements 43 befindet und das andere Ende jeweils elektrisch mit einer äußeren Leitung 54 und einer äußeren Leitung 55 verbunden ist. Das Isolationsstützelement 50 ist mit einem Verbindungsloch 50a an seinem oberen Endabschnitt ausgebildet, so dass die Umgebungsluft, die durch die Umgebungsluft-Einlasslöcher 48a, 48b aufgenommen wurde, einen Umgebungskanal 57 erreichen kann, der durch einen Umgebungsluft-Einlasskanal 56 ausgebildet wird, der in dem Messelement 43 enthalten ist.
  • Es wird angemerkt, dass der Abgassensor 18 zwei äußere Leitungen 54, zwei äußere Leitungen 55, zwei Metallanschlüsse 52 und zwei Metallanschlüsse 53 besitzt, obwohl jeweils nur eine/r von ihnen in der 9 gezeigt ist. Das heißt, der Abgassensor 18 besitzt vier äußere Leitungen und vier Metallanschlüsse. Die Metallanschlüsse 53, die mit einer entsprechenden Leitung der äußeren Leitungen 55 verbunden sind, die an der linken Seite der 9 gezeigt sind, sind jeweils mit einer Arbeitselektrode 42a (die im Folgenden beschrieben ist) und der Referenzelektrode 42b verbunden. Andererseits sind die Metallanschlüsse 52, die mit einer entsprechenden Leitung der äußeren Leitungen 54 verbunden sind, die an der rechten Seite der 2 gezeigt sind, jeweils mit einem Paar von Leitungen einer elektrischen Heizvorrichtung 58 (die im Folgenden beschrieben ist) verbunden.
  • Wie dies in der 3 gezeigt ist, sitzt das Messelement 43 das Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Blech 42, die Arbeitselektrode 42a, die an einer Außenseitenfläche des Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Blechs 42 so angeordnet ist, dass sie dem Abgas ausgesetzt ist, und die Referenzelektrode 42b, die an einer Innenseitenfläche des Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Blechs 42 angeordnet ist. Wie dies vorstehend erklärt ist, ist das Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Blech 42 elektrisch mit den Metallanschlüssen 53 an seinem vorderen Endabschnitt 51 verbunden. Die Referenzelektrode 42b ist dem Umgebungskanal 57 zugewandt, der in dem Umgebungsluft-Einlasskanal 56 ausgebildet ist.
  • Die Arbeitselektrode 42a und die Referenzelektrode 42b, die sich über das Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Blech 42 zugewandt sind, bilden eine elektrochemische Zelle. Der Innenwiderstand der elektrochemischen Zelle muss ausreichend niedrig sein, damit die elektrochemische Zelle ein exaktes Ausgangssignal erzeugt. Dementsprechend muss der Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsabschnitt 45 des Messelements 43 auf über 650 °C erwärmt werden.
  • Dementsprechend ist der Abgassensor 18 mit der elektrischen Heizvorrichtung 58 versehen, die zusammengefaltet und in einem Isolationsblech 59 eingebettet ist. Die elektrische Heizvorrichtung 58 wird durch ein Paar der äußeren Leitungen 54 und dem Metallanschluss 52 mit elektrischer Energie versorgt.
  • Anders als die Arbeitselektrode 42a sind eine Abgasübertragungslage 60 und eine Abgasabschirmlage 61 an die Außenseitenfläche des Zirkonium-Festkörper-Elektrolyt-Blechs 42 laminiert. Die Abgasübertragungslage 60, die dazu dient, das Abgas in die Arbeitselektrode 42a einzuführen, ist ein poröses Blech, dass durch Blechumformung aus Keramik wie beispielsweise Aluminiumoxid, Spinell oder Zirkonoxid hergestellt sein kann. Das Messelement 43 ist durch eine Schutzlage 62 abgedeckt, die aus Aluminiumoxid gemacht ist, eine hohe spezifische Oberflächenausdehnung in seiner Gesamtheit besitzt, so dass verhindert werden kann, dass die Abgasübertragungslage 60 durch in dem Abgas enthaltene giftige Bestandteile verstopft wird.
  • Der Abgassensor 18 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist an die Abgasleitung 11 durch ein Anschrauben von Außengewinden 40a, die in einem unteren Endabschnitt des Gehäuses 40 ausgebildet sind, in Innengewinde, die in einer Schraubenbasis 11c ausgebildet sind, die in der Abgasleitung 11 vorgesehen ist, montiert. Eine Dichtung 63 ist zwischen das Gehäuse 40 und die Schraubenbasis 11c eingeführt, um zu verhindern, dass sich der Abgassensor 18 von der Abgasleitung 11 löst, und um zu verhindern, dass das Abgas infolge von Vibrationen entweicht.
  • Das Abgas tritt von den Abgaseinlasslöchern 47a in die äußere Elementabdeckung 47 ein, tritt von den Abgaseinlasslöchern 46a in die innere Elementabdeckung 46 ein und läuft durch die Abgasübertragungslage 60, um das Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolytblech 42 zu erreichen. Wenn eine gewisse Spannung zwischen der Referenzelektrode 42b, die der Umgebungsluft in dem Umgebungskanal 57 ausgesetzt ist, und der Arbeitselektrode 42a aufgebracht wird, die dem Abgas ausgesetzt ist, hängt ein Grenzstromfluss zwischen diesen Elektroden 42a, 42b von einer Sauerstoffkonzentration des Abgases ab. Dieser Grenzstrom wird an die ECU 23 durch die äußeren Leitungen 55 als ein Signal ausgegeben, das die Sauerstoffkonzentration des Abgases in der Abgasleitung 11 anzeigt.
  • Im Folgenden ist ein Abgassensor-Montageaufbau gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 erklärt. Die 4 ist eine Querschnittsansicht des Abgassensor-Montageaufbaus dieses Ausführungsbeispiels von vorn, die 5 ist ein Querschnitt dieses Abgassensor-Montageaufbaus bei einer Betrachtung in der Richtung der Pfeile A in der 4, die 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines eingekreisten Bereichs B, der in 4 gezeigt ist, und die 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines eingekreisten Bereichs C, der in der 4 gezeigt ist. Wie dies in diesen Figuren gezeigt ist, ist die Abgasleitung 11, die aus Metall gemacht ist und eine zylindrische Form besitzt, mit dem DPF 12 als eine Abgasreinigungsvorrichtung versehen. Der Durchmesser der Abgasleitung 11 ist bei einem Abschnitt, an dem der DPF 12 montiert ist, im Vergleich zu anderen Abschnitten groß, da der DPF 12 eine große effektive Abgasdurchgangsfläche besitzt, und besitzt dementsprechend einen großen Außendurchmesser. Dementsprechend bildet ein Abschnitt 11a der Abgasleitung 11 unmittelbar stromabwärtig des DPFs 12 einen verjüngten Abschnitt 11b, der mit einem stromabwärtigen Abschnitt 11h der Abgasleitung 11 in Verbindung gebracht werden kann, der auf den verjüngten Abschnitt 11b in der stromabwärtigen Richtung folgt. Der Abgassensor 18 der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art wird an der Schraubenbasis 11c schraubend montiert, wie in der Abgasleitung 11 vorgesehen ist. Die Abgaseinlasslöcher 47a der äußeren Elementabdeckung 47 befinden sich in einem Abstand von in etwa sieben Zehnteln des Radius der Abgasleitung von der Innenwandfläche der Abgasleitung 11.
  • Das Hochtemperaturabgas, das durch den DPF 12 gereinigt wurde, um die Kohlepartikel oder den Rauch zu entfernen, strömt durch die Abgasleitung 11 (in der 4 nach rechts). Wenn der Verbrennungsmotor während der kalten Jahreszeit gestoppt wird, kann in dem Abgas enthaltener Wasserdampf, der in der Abgasleitung 11 verbleibt, an der Innenwandfläche der Abgasleitung 11 kondensieren, die durch eine Umgebungsluft niedriger Temperatur gekühlt wurde. Auch wenn der Verbrennungsmotor von dem kalten Zustand aus gestartet wird, kann in dem Abgas enthaltener Wasserdampf an der Innenwandfläche der Abgasleitung 11 mit niedriger Temperatur kondensieren. Das kondensierte Wasser kann selbstverständlich an der Innenwandfläche des verjüngten Abschnitts 11b der Abgasleitung 11 anhaften. Das an der Innenwandfläche des verjüngten Abschnitts 11b anhaftende kondensierte Wasser fliegt durch die Wirkung der Strömung des Abgases entlang der Innenwandfläche zu dem stromabwärtigen Abschnitt 11h der Abgasleitung 11. In einem Bereich, in dem der verjüngte Abschnitt 11b und der stromabwärtige Abschnitt 11h miteinander verbunden sind, verändert sich das Abgas, das entlang der Innenwand des verjüngten Abschnitts 11b strömt, allmählich so, dass es entlang einer axialen Richtung der Abgasleitung 11 strömt, wie dies durch einen gebogenen durchgezogenen Pfeil in der 4 gezeigt ist, wodurch das kondensierte Wasser entlang einem gebogenen gepunkteten Pfeil fliegt, der in diesem Bereich in der 4 gezeigt ist.
  • Dementsprechend neigt, wenn kein Führungselement 30 vorgesehen ist, das im Folgenden beschrieben ist, das kondensierte Wasser dazu, nahe einer axialen Mitte der Abgasleitung 11 in einem Bereich entlang zu fliegen, in dem der Abgassensor 10 montiert ist, und der Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsabschnitt 45 wird daher leicht durch das kondensierte Wasser bespritzt, dass durch die Abgaseinlasslöcher 47a der äußeren Elementabdeckung 47 eingetreten ist.
  • Das Führungselement 30 ist aus einer dünnen Metallplatte mit einer Wärmebeständigkeit und einer Korrosionsbeständigkeit ausgebildet und besitzt eine hohle zylindrische Form. Dieses Führungselement 30 ist koaxial mit den stromabwärtigen Abschnitt 11h der Abgasleitung 11 angeordnet und an die Abgasleitung 11 an seinen drei Umfangspositionen durch Befestigungselemente 31 geschweißt. Wie dies in der 5 gezeigt ist, ist der Abstand zwischen einer Außenfläche des Führungselements 30 und der Innenfläche der Abgasleitung 11 auf einen konstanten Wert t entlang ihrer Umfänge eingestellt. Das Befestigungselement 31 kann aus demselben Material wie das Führungselement 30 gemacht sein. Eine Metallwolle kann in den Umfangsraum zwischen dem Führungselement 30 und der Abgasleitung 11 gefüllt sein. Das Führungselement 30 kann aus Metallgitter oder gestanztem Metall gemacht sein. Der DPF 12 kann durch einen Katalysator ersetzt werden.
  • Der Erfinder hat ein Experiment durchgeführt, um herauszufinden, in welcher Position sich das Führungselement 30 befinden soll, so dass effektiv verhindert wird, dass kondensiertes Wasser durch die Abgaseinlasslöcher 47a der äußeren Elementabdeckung 47 eintritt. Bei diesem Experiment wurden kritische Positionen eines stromaufwärtigen Endes 30a des Führungselements 30 für zahlreiche Durchmesser des Führungselements 30 ausgezeichnet, um zu verhindern, dass kondensiertes Wasser in das Innere des Führungselements 30 eintritt. Als ein Ergebnis ergab sich eine in der 6 gezeigte Plottebene X. Die Plottebene X erstreckt sich von einem stromabwärtigen Ende 11e des verjüngten Abschnitts 11b aus bei einen Winkel von 30° zu der Innenwandfläche des stromabwärtigen Abschnitts 11h der Abgasleitung 11. Aus diesem Experiment wurde herausgefunden, dass sich das stromaufwärtige Ende 30a des Führungselements 30 stromaufwärtig einer Schnittposition M, die in der 6 gezeigt ist, befinden muss, bei der sich die Plottebene X und eine Innenwandfläche des Führungselements 30 mit einem gegebenen Durchmesser einander schneiden. Aus diesem Experiment wurde auch herausgefunden, dass sich die Flugbahn des kondensierten Wassers, das von dem verjüngten Abschnitt 11b zu dem stromabwärtigen Abschnitt 11h der Abgasleitung 11 fliegt, aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Abgases sogar dann wenig verändert, wenn der Neigungswinkel des verjüngten Abschnitts 11b verändert wird.
  • Zusätzlich zu dem Vorstehenden wurden kritische Positionen des stromabwärtigen Endes 30b des Führungselements 30 für zahlreiche Durchmesser des Führungselements 30 aufgezeichnet, um zu verhindern, dass das kondensierte Wasser, das über dem Führungselement 30 durchgelaufen ist, durch die Abgaseinlasslöcher 47a der äußeren Elementabdeckung 47 eintritt, während es in seiner Flugbahn verändert wird. Als ein Ergebnis ergab sich eine in der 6 gezeigte Plottebene Y. Die Plottebene Y erstreckt sich von dem stromabwärtigen Ende 30b des Führungselements 30 aus mit einem Winkel von 30° zu einer Außenwandfläche 30c des Führungselements 30. Aus diesem Experiment wurde herausgefunden, dass sich die Abgaseinlasslöcher 47a der äußeren Elementabdeckung 47 stromaufwärtig der Plottebene Y befinden müssen.
  • Wie dies vorstehend erklärt ist, flog früher das kondensierte Wasser, das an der Innenwandfläche des verjüngten Abschnitts 11b anhaftete, entlang des gepunkteten gebogenen Pfeils, der in einen in der 4 gezeigten Abgas-Durchgangsbereich W hinein führt. Andererseits fliegt durch das Vorsehen des Führungselements 30 das kondensierte Wasser, das an der Innenwandfläche des verjüngten Abschnitts 11b angehaftet ist, entlang des durchgezogenen gebogenen Pfeils, der in einen in der 4 gezeigten Kondenswasser-Durchgangsbereich Z hineinführt, der sich in dem Raum zwischen der Abgasleitung 11 und dem Führungselement 30 befindet. Das kondensierte Wasser, das durch den Kondenswasser-Durchgangsbereich Z gelaufen ist und über dem stromabwärtigen Ende 30b des Führungselementes 30 durchgelaufen ist, wird zu dem Abgas-Durchgangsbereich W gesaugt. Allerdings kann verhindert werden, dass das kondensierte Wasser durch die Abgaseinlasslöcher 47a eintritt, wenn sich die Abgaseinlasslöcher 47a stromabwärtig der Plottebene Y befinden.
  • Bei den herkömmlichen Verfahren wird das Verhindern der Tatsache, dass Wasser an das Messelement des Abgassensors spritzt, durch das Sammeln des kondensierten Wassers in einem Behälter oder durch das Verringern der Strömungsgeschwindigkeit des kondensierten Wassers durchgeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Flugbahn des kondensierten Wassers durch das Führungselement 30 komplett verändert, um zu verhindern, dass das kondensierte Wasser durch die Abgaseinlasslöcher 47a der äußeren Elementabdeckung 47 eintritt. Dementsprechend kann mit diesem Ausführungsbeispiel zuverlässig verhindert werden, dass kondensiertes Wasser an den Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsabschnitt 45 des Abgassensors 18 spritzt. Dies macht es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt, der in dem Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsabschnitt 45 enthalten ist, der während seiner Verwendung auf über 650 °C erwärmt werden soll, infolge thermischer Spannung kaputt geht. Dementsprechend macht es dieses Ausführungsbeispiel möglich, einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs sofort normal zu starten, nachdem in dem Abgas des Verbrennungsmotors enthaltener Wasserdampf in der Abgasleitung kondensiert ist. Da die Länge des Führungselements 30 unter der Bedingung, dass es die vorstehend beschriebenen Effekte vorsieht, ausreichend klein gemacht werden kann, kann dieses Ausführungsbeispiel bei niedrigen Kosten vorgesehen werden.
  • Im übrigen zeigt dieses Experiment, dass der Abstand t zwischen der Außenfläche des Führungselements 30 und der Innenwandfläche der Abgasleitung 11 mindestens 0,5 mm betragen muss, damit das kondensierte Wasser dazu in der Lage ist, durch den Raum zwischen dem Führungselement 30 und der Abgasleitung 11 zu laufen. Der Abstand t kann auf solch einen Wert erhöht werden (oder der Durchmesser des Führungselements 30 kann auf einen solchen Wert verringert werden), dass das Führungselement 30 die vorstehend beschriebenen Effekte vorsehen kann.
  • Die 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel ist von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend verschieden, dass das stromaufwärtige Ende 30a und das stromabwärtige Ende 30b des Führungselements 30 jeweils nach oben und nach unten so verlängert sind, dass sich das stromaufwärtige Ende 30a stromaufwärtig des stromabwärtigen Endes 11e des verjüngten Abschnitts 11b befindet und sich das stromabwärtige Ende 30b stromabwärtig der Position befindet, an der der Abgassensor 18 montiert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Führungselement 30 mit einem Loch 30c ausgebildet, durch das die äußere Elementabdeckung 47, in der der Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsabschnitt 45 des Abgassensors 18 untergebracht ist, durchgehen kann.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel macht es möglich, zuverlässiger als das erste Ausführungsbeispiel zu verhindern, dass das kondensierte Wasser an den Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsabschnitt 45 des Abgassensors 18 spritzt, da sich das stromaufwärtige Ende 30a des Führungselements 30 stromaufwärts über das stromabwärtige Ende 11e des verjüngten Abschnitts 11b hinaus erstreckt und sich das stromabwärtige Ende des Führungselements 30 über die Montageposition des Abgassensors hinaus stromabwärts erstreckt, so dass das kondensierte Wasser nicht durch den Abgas-Durchgangsbereich W strömt, in dem sich die äußere Elementabdeckung 47 befindet, die den Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsabschnitt 45 abdeckt, sondern stromabwärtig über die Montageposition des Abgassensors 18 hinaus geführt wird. Da ein relativ großer Teil des kondensierten Wassers entlang eines unteren Abschnitts der Abgasleitung 11 strömt, kann ein Schlitz, der sich entlang der gesamten Länge des Führungselements 30 erstreckt, durch das der Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsabschnitt 45, der durch die äußere Elementabdeckung 47 abgedeckt ist, hindurchgehen kann, anstelle des Lochs 30c ausgebildet sein. Das stromaufwärtige Ende 30a des Führungselements 30 kann zudem weiter stromaufwärtig verlängert sein, wie dies durch eine in der 8 gezeigte angedeutete Linie (Strichpunktlinie) gezeigt ist, um die Flugbahn des kondensierten Wassers komplett von dem Abgas-Durchgangsbereich W weg zu versetzen. Die Ausdehnungslänge des Führungselements 30 kann abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases bestimmt werden.
  • Die 9 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich das stromaufwärtige Ende 30a des Führungselements 30 an der Position des stromabwärtigen Endes 11e des verjüngten Abschnitts 11b, und ein verjüngtes Führungselement 30d ist an seinem stromabwärtigen Ende so mit dem Führungselement 30 verbunden, dass es sich von dem stromaufwärtigen Ende 30a des Führungselements 30 in den verjüngten Abschnitt 11b erstreckt. Das verjüngte Führungselement 30d besitzt einen kreisförmigen Querschnitt und einen Durchmesser, der sich zu seinem stromaufwärtigen Ende hin vergrößert. Die Neigung des verjüngten Führungselements 30d ist dieselbe wie die des verjüngten Abschnitts 11b und dementsprechend sind ihre Flächen zueinander parallel. Das Material des verjüngten Führungselements 30d ist dasselbe wie das des Führungselements 30. Das verjüngte Führungselement 30d kann einstückig mit dem Führungselement 30 ausgebildet sein oder es kann separat von dem Führungselement 30 hergestellt sein und an das Führungselement 30 geschweißt sein. Im Übrigen ist der Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels derselbe wie der des zweiten Ausführungsbeispiels.
  • Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird das Abgas so geführt, dass es entlang der geneigten Fläche des verjüngten Führungselements 30d strömt, so dass das kondensierte Wasser zu dem Kondenswasser-Durchgangsbereich Z gebracht wird. Die Länge des verjüngten Führungselements 30d kann abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases bestimmt werden.
  • Die 10A bis 10C sind teilweise vergrößerte Querschnittsansichten eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung um das stromaufwärtige Ende 30a des Führungselements 30 herum. Die 10A zeigt einen Fall, in dem eine 45° Abschrägung 30e an einem Außenrand des stromaufwärtigen Endes 30a des Führungselements 30 durch Schneidarbeit oder Pressarbeit ausgebildet ist. Die 10B zeigt einen Fall, in dem eine R-förmige Abschrägung 30f an dem Außenrand des stromaufwärtigen Endes 30a des Führungselements 30 durch Schneidarbeit oder Pressarbeit ausgebildet ist. Die 10C zeigt einen Fall, in dem eine R-förmige Abschrägung 30f und ein R-förmiger Vorsprung 30g jeweils an dem Außenrand und dem Innenrand des stromaufwärtigen Endes 30a des Führungselements 30 ausgebildet sind. In diesem Fall können die R-förmige Abschrägung 30f und der R-förmige Vorsprung 30g zur selben Zeit ausgebildet werden, wenn das Führungselement 30 an seinem stromaufwärtigen Ende 30a durch eine Trennwalze geschnitten wird.
  • Das Vorsehen der Abschrägung 30e oder 30f an dem Außenrand des stromaufwärtigen Endes 30a des Führungselements 30 macht es möglich, einen Strömungswiderstand des Abgases an dem stromaufwärtigen Ende 30a des Führungselements 30 so zu verringern, dass dadurch die Flugbahn des kondensierten Wassers zuverlässiger zu dem Kondenswasser-Durchgangsbereich selbst verschoben wird. Das Vorsehen des Vorsprungs 30e an dem Innenrand des stromaufwärtigen Endes 30a des Führungselements 30 macht es möglich, zu verhindern, dass das kondensierte Wasser in den Abgas-Durchgangsbereich W eintritt. Die Abschrägung 30e und die Abschrägung 30f können an einem Außenrand eines stromaufwärtigen Endes des verjüngten Führungselements 30d ausgebildet sein, das in der 9 gezeigt ist.
  • Obwohl der Abgassensor 18 als ein Sauerstoff-Konzentrationssensor der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art beschrieben ist, kann es auch ein Stickstoffoxid-Konzentrationssensor oder ein Kohlenwasserstoff-Konzentrationssensor oder ein Kohlenmonoxid-Konzentrationssensor sein, der stromabwärtig des verjüngten Abschnitts 11d montiert werden soll. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind auf ein Abgasreinigungssystem eines Diesel-Verbrennungsmotors gerichtet, die vorliegende Erfindung ist allerdings auch für ein Abgasreinigungssystem eines Benzin-Verbrennungsmotors anwendbar.
  • Die vorstehend erklärten bevorzugten Ausführungsbeispiele sind für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, die nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt ist, exemplarisch. Es ist klar, dass durch den Fachmann Abwandlungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können.
  • Die vorliegende Erfindung sieht einen Abgassensor-Montageaufbau für das Montieren eines Abgassensors mit einem Messelement, das durch eine Elementabdeckung abgedeckt ist, die mit einem Abgaseinlassloch versehen ist, an einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors vor.
  • Die Abgasleitung besitzt einen verjüngten Abschnitt, der an seinem stromaufwärtigen Ende mit einem stromabwärtigen Ende einer Abgasreinigungsvorrichtung verbunden ist, und einen stromabwärtigen Abschnitt, der an seinem stromaufwärtigen Ende mit einem stromabwärtigen Ende des verjüngten Abschnitts verbunden ist. Der Abgassensor-Montageaufbau besitzt ein Führungselement und ein Befestigungselement, das das Führungselement in solch einer Position innerhalb der Abgasleitung fixiert, dass Wasserdampf, der in einem Abgas des Verbrennungsmotors enthalten ist und stromaufwärtiges Führungselements kondensiert ist, so geführt wird, dass er durch einen Bereich fliegt, in dem sich das Abgaseinlassloch der Elementabdeckung, die sich in der Abgasleitung befindet, nicht befindet.

Claims (10)

  1. Abgassensor-Montageaufbau für das Montieren eines Abgassensors mit einem Messelement, das durch eine Elementabdeckung abgedeckt ist, die mit einem Abgaseinlassloch ausgebildet ist, an einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors, der mit einer Abgasreinigungsvorrichtung in einem Mittelabschnitt der Abgasleitung versehen ist, wobei die Abgasleitung einen verjüngten Abschnitt besitzt, der an seinem stromaufwärtigen Ende mit einem stromabwärtigen Ende der Abgasreinigungsvorrichtung verbunden ist, und einem stromabwärtigen Abschnitt, der an seinem stromaufwärtigen Ende mit einem stromabwärtigen Ende des verjüngten Abschnitts verbunden ist, wobei der verjüngte Abschnitt einen Durchmesser besitzt, der zu seinem stromaufwärtigen Ende hin schmäler wird, wobei der Abgassensor an dem stromabwärtigen Abschnitt montiert ist und wobei der Abgassensor-Montageaufbau folgendes besitzt: ein Führungselement; und ein Befestigungselement, das das Führungselement in solch einer Position in der Abgasleitung fixiert, dass Wasserdampf, der in einem Abgas des Verbrennungsmotors enthalten ist und stromaufwärtig des Führungselements kondensiert ist, so geführt wird, dass er einen Bereich durchfliegt, in dem sich das Abgaseinlassloch der Elementabdeckung, die sich im Inneren der Abgasleitung befindet, nicht befindet.
  2. Abgassensor-Montageaufbau gemäß Anspruch 1, wobei das Führungselement eine hohle zylindrische Form besitzt und in dem stromabwärtigen Abschnitt koaxial mit dem stromabwärtigen Abschnitt angeordnet ist, wobei sich ein stromaufwärtiges Ende des Führungselements stromaufwärtig einer Schnittposition befindet, an der sich eine erste Ebene, die sich von dem stromabwärtigen Ende des verjüngten Abschnitts aus bei einem Winkel von 30° zu einer Innenwandfläche des stromabwärtigen Abschnitts erstreckt, und einer Innenwandfläche des Führungselements miteinander schneiden, wobei sich ein stromabwärtiges Ende des Führungselements in solch einer Position befindet, dass sich das Abgaseinlassloch der Elementabdeckung stromaufwärtig einer zweiten Ebene befindet, die sich von dem stromabwärtigen Ende des Führungselements aus bei einem Winkel von 30° zu einer Außenwandfläche des Führungselements erstreckt.
  3. Abgassensor-Montageaufbau gemäß Anspruch 2, wobei sich das stromaufwärtige Ende des Führungselements stromaufwärtig des stromabwärtigen Endes des verjüngten Abschnitts befindet.
  4. Abgassensor-Montageaufbau gemäß Anspruch 3, wobei sich das stromabwärtige Ende des Führungselements stromabwärtig einer Montageposition des Abgassensors befindet.
  5. Abgassensor-Montageaufbau gemäß Anspruch 2, der des Weiteren ein verjüngtes Führungselement besitzt, das einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und an seinem stromabwärtigen Ende mit dem stromaufwärtigen Ende des Führungselements verbunden ist und sich in den verjüngten Abschnitt hinein erstreckt, wobei das verjüngte Führungselement einen Durchmesser besitzt, der sich zu seinem stromaufwärtigen Ende hin vergrößert.
  6. Abgassensor-Montageaufbau gemäß Anspruch 2, wobei ein Außenrand des stromaufwärtigen Endes des Führungselements abgeschrägt ist.
  7. Abgassensor-Montageaufbau gemäß Anspruch 5, wobei ein Außenrand des stromaufwärtigen Endes des verjüngten Führungselements abgeschrägt ist.
  8. Abgassensor-Montageaufbau gemäß Anspruch 1, wobei der Abgassensor ein Sauerstoff-Konzentrationssensor mit einem Messelement der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art und eine elektrische Heizvorrichtung für das Erwärmen des Messelements der Zirkonoxid-Festkörper-Elektrolyt-Art besitzt.
  9. Abgassensor-Montageaufbau gemäß Anspruch 1, das so ausgebildet ist, dass es auf eine Abgasleitung eines Diesel-Verbrennungsmotors mit einer Abgasreinigungsvorrichtung angewendet wird.
  10. Abgassensor-Montageaufbau gemäß Anspruch 1, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung ein Dieselpartikelfilter ist.
DE102007000112A 2006-02-27 2007-02-23 Abgassensormontageaufbau Withdrawn DE102007000112A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006-049824 2006-02-27
JP2006049824A JP2007224877A (ja) 2006-02-27 2006-02-27 内燃機関の排気管への排気センサ取付け構造

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007000112A1 true DE102007000112A1 (de) 2007-11-08

Family

ID=38470292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007000112A Withdrawn DE102007000112A1 (de) 2006-02-27 2007-02-23 Abgassensormontageaufbau

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20070204597A1 (de)
JP (1) JP2007224877A (de)
DE (1) DE102007000112A1 (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4438813B2 (ja) * 2007-03-30 2010-03-24 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
DE102009007126A1 (de) * 2009-02-02 2010-08-12 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Rußbeladung in Abgassystemen von Dieselmotoren
DE102010008999A1 (de) * 2010-02-24 2011-08-25 J. Eberspächer GmbH & Co. KG, 73730 Abgasbehandlungseinrichtung
US20120110982A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 Mcmackin Mark E Sampling tube for improved exhaust gas flow to exhaust sensor
US8800264B2 (en) * 2010-11-10 2014-08-12 Chrysler Group Llc Sampling tube for improved exhaust gas flow to exhaust sensor
DE102013204780A1 (de) * 2013-03-19 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Abgasführungselement, Abgasmesseinrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Abgasführungselements
JP6132093B2 (ja) * 2013-07-08 2017-05-24 スズキ株式会社 エンジンの排気装置
KR102165067B1 (ko) * 2013-12-06 2020-10-13 대우조선해양 주식회사 해양운반선 가스밸브유닛 룸의 가스배출팬 이상 검출 장치 및 이상 검출 방법
US20150165377A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Caterpillar Inc. Nox sensor with amox catalyst
KR102300782B1 (ko) 2014-01-24 2021-09-13 도레이 카부시키가이샤 네거티브형 감광성 수지 조성물, 그것을 경화시켜서 이루어지는 경화막과 그 제조 방법 및 그것을 구비하는 광학 디바이스, 그리고 이면 조사형 cmos 이미지 센서
JP6364895B2 (ja) 2014-04-02 2018-08-01 株式会社デンソー 内燃機関のegrシステム
EP3176021B1 (de) * 2014-07-29 2021-01-13 Mitsubishi Logisnext Co., Ltd. Industriefahrzeug
US9995720B2 (en) 2015-05-27 2018-06-12 GM Global Technology Operations LLC Plug-in NOx sensor snorkel for reading optimization under packaging constraints
JP6571432B2 (ja) * 2015-07-23 2019-09-04 日野自動車株式会社 排気浄化装置
CN114718710A (zh) * 2021-01-04 2022-07-08 佛吉亚排气控制技术开发(上海)有限公司 传感器安装座、传感器组件以及排气系统
DE102021113203A1 (de) * 2021-05-20 2022-11-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine
US11629623B2 (en) * 2021-05-27 2023-04-18 Deere & Company Exhaust gas sample collector and mixer for aftertreatment system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH055214Y2 (de) * 1986-08-20 1993-02-10
JP2558032Y2 (ja) * 1991-10-23 1997-12-17 大阪瓦斯株式会社 排ガス浄化装置を有する内燃機関の煙道
JPH08254522A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の酸素濃度センサの配置構造
JP3828204B2 (ja) * 1996-06-28 2006-10-04 富士通株式会社 移動通信システム
JP3706075B2 (ja) * 2002-02-15 2005-10-12 本田技研工業株式会社 O2センサ並びに空燃比制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007224877A (ja) 2007-09-06
US20070204597A1 (en) 2007-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007000112A1 (de) Abgassensormontageaufbau
DE102014218261B4 (de) Abgasrückführungsvorrichtung für einen Motor mit Turbolader
DE102009011634B4 (de) Kondensatextraktor für Ladeluftkühlersysteme
DE102009042981B4 (de) Kondensatabführanordnung für Ladeluftkühler
DE102005004619B4 (de) Abgasemissionssteuersystem für einen Verbrennungsmotor und Abgasemissionssteuerverfahren
DE102005001459B4 (de) Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine
DE69817273T2 (de) Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102008043821A1 (de) Lufteinlassgerät für eine Brennkraftmaschine
DE102014216019A1 (de) Eisaufnahmeeinrichtungen von Luftansaugleitungen
DE102016108136B4 (de) System und Verfahren zum Erkennen von Partikelfilterundichtigkeit
DE102017110589B4 (de) Steuervorrichtung für Abgassensor
DE102018114126A1 (de) Abgassystem für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102017106612A1 (de) Abgassensorsteuerung
DE102016014003B4 (de) Blowby-gas-rückführungsvorrichtung
DE102010000289A1 (de) Abgas-Emissions-Steuerungssystem
DE102017116173A1 (de) Verfahren und system zum erfassen von feinstaub in abgas
DE102013221508A1 (de) Abgasrückführungseinrichtung für Verbrennungsmotor
DE102008000159A1 (de) Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102017112539A9 (de) Steuervorrichtung für Abgassensor
DE102016123722A1 (de) Anlage zur feinstauberfassung
DE102017107232B4 (de) Steuervorrichtung für einen Abgassensor
DE102017000314A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102014200124B4 (de) Einrichtung zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung
DE102005010036B4 (de) Abgasemissionssteuersystem und Abgasemissionssteuerverfahren für eine Brennkraftmaschine
DE102017108808A1 (de) Systeme und verfahren für einen russsensor

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110901