DE112007001499T5 - Gassensorbefestigungsaufbau - Google Patents

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Abstract

Gassensorbefestigungsaufbau zum Befestigen eines Gassensors, der ein Gassensorelement und eine Sensorabdeckung hat, in einem Gaskanal, wobei die Sensorabdeckung mindestens einen Doppelaufbau hat, der eine innere Abdeckung, die das Gassensorelement direkt abdeckt, und eine äußere Abdeckung, die einem Fluss eines Gases direkt ausgesetzt ist, aufweist, wobei der Gassensorbefestigungsaufbau dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gassensor in dem Gaskanal hinsichtlich einer Gasflussrichtung in dem Gaskanal unter einem solchen Winkel befestigt ist, der es für Wasser, das in dem Gas vorhanden ist, schwierig macht, mit dem Gassensorelement in Berührung zu kommen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gassensorbefestigungsaufbau und insbesondere auf einen Gassensorbefestigungsaufbau zum Befestigen eines Gassensors in einem Ansaug- oder Abgaskanal einer Verbrennungsmaschine.
  • 2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Gassensoren, wie Sauerstoffsensoren, Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren, NOx-Sensoren und HC-Sensoren, sind typischerweise in dem Ansaug- oder dem Abgaskanal einer Verbrennungsmaschine befestigt. 3 zeigt schematisch einen Erfassungsabschnitt bei einem gewöhnlichen Gassensor 1. Der gewöhnliche Gassensor 1 hat ein zylindrisches Gehäuse 4, ein Gassensorelement 2, das in das Gehäuse 4 eingebracht und an demselben fixiert ist, und eine Sensorabdeckung 3, die das Gassensorelement 2 abdeckt. Die Sensorabdeckung 3 weist eine innere Abdeckung 3a und eine äußere Abdeckung 3b auf. Die innere Abdeckung 3a und die äußere Abdeckung 3b sind jeweils mit Gaskommunikationslöchern H gebildet, die positioniert sind, um einander nicht zu überlappen. Die innere Abdeckung 3a verhindert somit das Aussetzen des Gassensorelements 2 gegenüber Wasser, wie Kondenswasser, das durch die Gaskommunikationslöcher H der äußeren Abdeckung 3b eintritt. Angesichts der Möglichkeit, dass das Gassensorelement Wasser ausgesetzt wird, und des Ansprechens des Gassensors sind in der JP-A-2003-75396 , der JP-A-2004-245828 und der JP-A-2004-294299 Sensorabdeckungen mit verschiedener Form und verschiedenem Aufbau vorgeschlagen worden.
  • Maßnahmen zum Verhindern, dass ein Gassensorelement Wasser ausgesetzt wird, basieren im Allgemeinen auf der Annahme, dass der Gassensor allgemein senkrecht zu dem Ansaug- oder dem Abgaskanal befestigt ist, und auf der Annahme, dass der so befestigte Gassensor ebenfalls senkrecht zu einer Flussrichtung eines zu messenden Gases ist. Andererseits ist die Befestigungsposition des Gassensors in Anbetracht der Gleichmäßigkeit einer Konzentration des Gases und der Befestigbarkeit und Wartbarkeit des Gassensors in dieser Position bestimmt. In dem Fall, bei dem der Gassensor allgemein senkrecht zu dem Ansaug- oder Abgaskanal befestigt ist, kann es jedoch sein, dass der Gassensor nicht immer senkrecht zu der Gasflussrichtung ist. 4 zeigt schematisch einen Gassensorbefestigungsaufbau (auf den im Folgenden einfach als ein „Befestigungsaufbau" Bezug genommen sein kann). Genauer gesagt, 4 zeigt einen Gassensorbefestigungsaufbau, bei dem der Gassensor 1 unter einem Winkel von annähernd 90° bezüglich einer Abgassammelleitung 5 (d. h. des Abgaskanals) befestigt ist. 4 zeigt zum Vergleich Gassensorbefestigungsaufbauten 10Xa, 10Xb und 10Xc, bei denen der Gassensor 1 jeweils an drei Befestigungspositionen A, B und C befestigt ist. Ein katalytischer Umwandler 6 ist stromabwärts der Abgassammelleitung 5 verbunden.
  • Die Befestigungsaufbauten 10Xa, 10Xb und 10Xc weisen die Abgassammelleitung 5 und den Gassensor 1 auf, der in der Abgassammelleitung 5 auf eine in 4 gezeigte Weise befestigt ist. Bei allen der Befestigungsaufbauten 10Xa, 10Xb und 10Xc ist der Gassensor 1 in einem Teil der Abgassammelleitung 5 befestigt, in dem Rohre von jeweiligen Zylindern zusammengeführt worden sind. Die Befestigungsposition A ist unmittelbar nach einer Krümmung R in dem Gaskanal der Abgassammelleitung 5 definiert, die Befestigungsposition B ist bei einem Eintritt in die Krümmung R in dem Gaskanal definiert, und die Befestigungsposition C ist weiter stromabwärts von der Befestigungsposition A definiert. Somit sind bei den Befestigungsaufbauten 10Xb und 10Xc eine Achse P des Gassensors 1 und die Flussrichtung eines Abgases allgemein senkrecht zueinander, während dieselben bei dem Befestigungsaufbau 10Xa einen stumpfen Winkel bilden.
  • 5A bis 5C zeigen die Resultate von Wassereinspritzungstests, die ausgeführt wurden, um zu bestimmen, ob das Gassensorelement 2 bei den Gassensorbefestigungsaufbauten 10Xa, 10Xb und 10Xc jeweils Wasser ausgesetzt wäre. Die Wassereinspritzungstests wurden durch Einspritzen von Wasser in einer Menge von 100 cm3 von stromaufwärts der Abgassammelleitung 5 ausgeführt, während eine Verbrennungsmaschine (nicht gezeigt), die die Gassensorbefestigungsaufbauten 10Xa, 10Xb und 10Xc beinhaltete, an einem Stand mit 2000 UpM betrieben wurde, um zu bestimmen, ob Wasser mit dem Gassensorelement 2 in Berührung kommen würde. 5D zeigt schematisch, wie das Wasser eingespritzt wurde. Die bei den Wassereinspritzungstests eingespritzte Wassermenge war wesentlich größer als die Kondenswassermenge, die tatsächlich erzeugt würde. Bei den Wassereinspritzungstests waren an sowohl dem Gassensorelement 2, der inneren Abdeckung 3a als auch der äußeren Abdeckung 3b Temperatursensoren vorgesehen, um die Möglichkeit zu untersuchen, dass das Gassensorelement 2 basierend darauf, wie sich die Temperaturen derselben verringerten, Wasser ausgesetzt wurde. Wie aus den Testresultaten bei den in 5A, 5B bzw. 5C gezeigten Befestigungsaufbauten 10Xa, 10Xb und 10Xc ersichtlich ist, verringerten sich die Temperaturen der inneren Abdeckung 3a und der äußeren Abdeckung 3b nach der Einspritzung drastisch. Es ist ferner ersichtlich, dass sich bei den Befestigungsaufbauten 10Xb und 10Xc die Temperatur des Gassensorelements 2 nach der Wassereinspritzung leicht verringerte. Andererseits ist ersichtlich, dass sich bei dem in 5A gezeigten Befestigungsaufbau 10Xa die Temperatur des Elements nach der Wassereinspritzung drastisch verringerte. Anhand des Vorhergehenden kann angenommen werden, dass bei dem Befestigungsaufbau 10Xa das Gassensorelement 2 mit Wasser in Berührung gekommen ist.
  • Das heißt, da Schutzmaßnahmen etc. für einen Gassensor auf den vorhergehenden Annahmen basieren, bildet der Gassensor in dem Fall, bei dem der Gassensor allgemein senkrecht zu dem Ansaug- oder Abgaskanal, beispielsweise an einer Befestigungsposition A, befestigt ist, einen stumpfen Winkel bezüglich der Gasflussrichtung, wie in 5E gezeigt ist, was ungünstigerweise zulässt, dass ein Gassensorelement ohne weiteres mit Wasser in Berührung kommt, und folglich das
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung schafft einen Gassensorbefestigungsaufbau, der ein Aussetzen eines Gassensorelements gegenüber Wasser verhindern kann.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Gassensorbefestigungsaufbau zum Befestigen eines Gassensors, der ein Gassensorelement und eine Sensorabdeckung hat, in einem Gaskanal. Die Sensorabdeckung hat mindestens einen Doppelaufbau, der eine innere Abdeckung, die das Gassensorelement direkt abdeckt, und eine äußere Abdeckung, die einem Fluss eines Gases direkt ausgesetzt ist, aufweist. Der Gassensor ist in dem Gaskanal unter einem solchen Winkel hinsichtlich der Gasflussrichtung in dem Gaskanal befestigt, der es für Wasser, das in dem Gas vorhanden ist, schwierig macht, mit dem Gassensorelement in Berührung zu kommen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Gassensor in Anbetracht der Gasflussrichtung befestigt, anstatt aufgrund der Befestigungszweckmäßigkeit allgemein senkrecht zu der Achse des Gaskanals befestigt zu sein. Somit kann ein Aussetzen des Gassensorelements gegenüber Wasser verhindert werden.
  • Wie bei dem ersten Aspekt bezieht sich ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung auf einen Gassensorbefestigungsaufbau zum Befestigen eines Gassensors, der ein Gassensorelement und eine Sensorabdeckung hat, in einem Gaskanal. Die Sensorabdeckung hat mindestens einen Doppelaufbau, der eine innere Abdeckung, die das Gassensorelement direkt abdeckt, und eine äußere Abdeckung, die einem Fluss eines Gases direkt ausgesetzt ist, aufweist. Der Gassensor ist derart in dem Gaskanal befestigt, dass der Winkel zwischen einer Gasflussrichtung in dem Gaskanal und einer Gasflussrichtung zwischen der äußeren Abdeckung und der inneren Abdeckung annähernd 90° oder kleiner ist.
  • Im Allgemeinen kann ein Aussetzen des Gassensorelements gegenüber Wasser in dem Fall, bei dem das Gas in dem Gaskanal allgemein senkrecht zu dem Gassensor fließt, durch Befestigen des Gassensors, so dass dessen Achse allgemein senkrecht zu der Achse des Gaskanals ist, verhindert werden. Es ist somit für Wasser schwierig, das Gassensorelement zu erreichen, wenn die Gasflussrichtung in dem Gaskanal und die Achse des Gassensors einen Winkel von annähernd 90° oder einen spitzen Winkel bilden. Dies liegt daran, dass das Gaskommunikationsloch H der äußeren Abdeckung im Allgemeinen näher bei dem distalen Ende als das Gaskommunikationsloch H der inneren Abdeckung gebildet ist, wie in 3 gezeigt ist, und somit Wasser, wenn die Achse des Gassensors einen stumpfen Winkel bezüglich der Gasflussrichtung bildet, ohne weiteres in das Gaskommunikationsloch, das in der inneren Abdeckung gebildet ist, eintreten kann. Wenn andererseits der Befestigungswinkel ein spitzer Winkel ist, ist es für Wasser demgemäß schwierig, in das Gaskommunikationsloch, das in der inneren Abdeckung gebildet ist, einzutreten. In dem Fall eines spitzen Winkels sollte jedoch der Befestigungswinkel ferner auch in Anbetracht des Ansprechvermögens bei einem Erfassen des Gases bestimmt sein.
  • Der Gassensor kann derart in dem Gaskanal befestigt sein, dass eine Achse des Gassensors an der Befestigungsposition allgemein nicht senkrecht zu der Achse des Gaskanals ist.
  • Der Gassensor kann bei oder unmittelbar nach einer Krümmung in dem Gaskanal befestigt sein. Genauer gesagt, eine geeignete Wasserblockierwirkung kann durch Befestigen des Gassensors bei oder unmittelbar nach einer Krümmung in dem Gaskanal, wie beispielsweise bei der vorliegenden Erfindung, erreicht werden.
  • Mindestens entweder die innere Abdeckung oder die äußere Abdeckung der Sensorabdeckung kann mit einem zusätzlichen Gaskommunikationsloch gebildet sein. Das zusätzliche Gaskommunikationsloch der Sensorabdeckung in dem befestigten Zustand ist entlang einer Lotlinie nach unten offen. Ein Vorsehen des zusätzlichen Gaskommunikationslochs wie bei der vorliegenden Erfindung verhindert, dass sich Kondenswasser in der Sensorabdeckung ansammelt, und verhindert folglich, dass das Gassensorelement dem Wasser ausgesetzt wird.
  • Der Gassensor kann in einem Abgaskanal in einer Verbrennungsmaschine befestigt sein. Der Gassensor kann insbesondere in einer Abgassammelleitung befestigt sein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorhergehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von exemplarischen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern verwendet sind, um gleiche Elemente darzustellen, offensichtlich. Es zeigen:
  • 1A schematisch einen Gassensorbefestigungsaufbau gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 1B einen Gassensorbefestigungsaufbau als ein vergleichendes Beispiel zu 1A;
  • 1C schematisch eine Darstellung der Wasserblockierwirkung für einen Gassensor gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel;
  • 2 schematisch die Resultate von Wassereinspritzungstests, die an den Gassensorbefestigungsaufbauten gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und dem vergleichenden Beispiel ausgeführt wurden;
  • 3 schematisch einen Erfassungsteil eines Gassensors 1 gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 schematisch Gassensorbefestigungsaufbauten an drei Befestigungspositionen als vergleichende Beispiele der vorliegenden Erfindung;
  • 5A schematisch die Resultate eines Wassereinspritzungstests, der an dem Gassensorbefestigungsaufbau an einer Befestigungsposition A als das vergleichende Beispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurde;
  • 5B schematisch die Resultate eines Wassereinspritzungstests, der an dem Gassensorbefestigungsaufbau an einer Befestigungsposition B ausgeführt wurde;
  • 5C schematisch die Resultate eines Wassereinspritzungstests, der an dem Gassensorbefestigungsaufbau an einer Befestigungsposition C ausgeführt wurde;
  • 5D schematisch, wie bei den Wassereinspritzungstests von 5A bis 5C Wasser eingespritzt wurde; und
  • 5E schematisch eine Darstellung, wie der Gassensor an der Befestigungsposition A gemäß dem vergleichenden Beispiel mit Wasser in Berührung kommt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
  • Ein Erfassungsteil eines Gassensors 1 gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 3 detailliert beschrieben. Der Gassensor 1 gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der basierend auf der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas das Luft-Kraftstoff-Verhältnis linear erfasst. Der Gassensor 1 ist nicht darauf begrenzt und kann ein Sauerstoffsensor, der basierend auf der Sauerstoffkonzentration in einem Abgas erfasst, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter oder magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, oder verschiedene Typen von Gassensoren zum Messen einer NOx-Konzentration, einer CO-Konzentration, einer HC-Konzentration oder anderer Gase sein. Der Gassensor 1 weist ein Gassensorelement 2 eines geschichteten Typs auf. Alternativ kann ein becherförmiges Gassensorelement vorgesehen sein. Eine Sensorabdeckung 3 hat einen Doppelaufbau, der eine innere Abdeckung 3a, die das Gassensorelement 2 direkt abdeckt, und eine äußere Abdeckung 3b, die einem Fluss eines Abgases direkt ausgesetzt ist, aufweist. Alternativ kann anstatt der Sensorabdeckung 3 eine Sensorabdeckung, die einen drei- oder mehrteiligen Aufbau hat, vorgesehen sein.
  • Die innere Abdeckung 3a und die äußere Abdeckung 3b haben beide die Form eines Zylinders, der an dem distalen Ende desselben einen Boden hat. Die innere Abdeckung 3a und die äußere Abdeckung 3b sind nicht darauf begrenzt, und das distale Ende mindestens entweder der inneren Abdeckung 3a oder der äußeren Abdeckung 3b kann offen sein. Ferner kann die Querschnittsform der inneren Abdeckung 3a und der äußeren Abdeckung 3b elliptisch anstatt kreisförmig sein, und die Querschnittsfläche kann von dem Basisende zu dem distalen Ende ungleichmäßig sein. Mindestens ein Gaskommunikationsloch H ist in der Seitenoberfläche sowohl der inneren Abdeckung 3a als auch der äußeren Abdeckung 3b gebildet. Ein zusätzliches Gaskommunikationsloch H ist in dem Boden sowohl der inneren Abdeckung 3a als auch der äußeren Abdeckung 3b gebildet. Die Zahl, Anordnung, Form, Größe etc. der Gaskommunikationslöcher H sind nicht spezifisch begrenzt und können geeignet bestimmt werden, solange eine Achse P des Gassensors 1 und die Flussrichtung eines Abgases allgemein senkrecht zueinander sind und Wasser gegenüber einem Berühren des Gassensorelements 2 blockiert wird. Die innere Abdeckung 3a und die äußere Abdeckung 3b sind jeweils durch Anpressen an einem Gehäuse 4 fixiert, wobei die Achsen derselben im Allgemeinen mit der Achse P des Gassensors 1 identisch sind.
  • 1A bis 1C zeigen schematisch einen Gassensorbefestigungsaufbau 10 gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel. Genauer gesagt, 1A zeigt einen Gassensorbefestigungsaufbau 10 gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel, und 1B zeigt einen Gassensorbefestigungsaufbau 10X als ein vergleichendes Beispiel. 1C stellt schematisch dar, wie Wasser gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel gegenüber dem Gassensor 1 blockiert wird. Der Gassensorbefestigungsaufbau 10X von 1B ist der gleiche wie derjenige an der in 4 gezeigten Befestigungsposition A. Der Gassensorbefestigungsaufbau 10 bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel weist eine Abgassammelleitung 5 und den Gassensor 1 auf, der auf eine in 1A gezeigte Weise in der Abgassammelleitung 5 befestigt ist. Die Abgassammelleitung 5 kann hier als der „Gaskanal" der vorliegenden Erfindung angesehen werden. Bei sowohl dem Befestigungsaufbau 10 als auch 10X ist der Gassensor 1 in einem Teil der Abgassammelleitung 5 befestigt, in dem Rohre von jeweiligen Zylindern zusammengeführt worden sind. Ferner ist bei sowohl dem Befestigungsaufbau 10 als auch 10X eine Krümmung R in dem Gaskanal vor der Befestigungsposition A für den Gassensor 1 vorgesehen. Mit anderen Worten, der Gassensor 1 ist unmittelbar nach der Krümmung R in dem Gaskanal befestigt.
  • Die Abgassammelleitung 5 weist einen Bossen (nicht gezeigt) zum Befestigen des Gassensors 1 auf. Der Bossen ist an die Abgassammelleitung 5 geschweißt. Bei dem in 1A gezeigten Befestigungsaufbau 10 ist die Auflagefläche des Bossens derart gebildet, dass, wenn der Gassensor 1 an der Auflagefläche befestigt ist, die Achse P des Gassensors 1 und die Gasflussrichtung allgemein senkrecht zueinander sind. Die Auflagefläche des Bossens ist ferner schräg gebildet, derart, dass die Achse P des Gassensors 1 und die Achse der Abgassammelleitung 5 an der Befestigungsposition allgemein nicht senkrecht zueinander sind. Ein Gewindeloch zum Befestigen des Gassensors 1 ist gebildet, um den Bossen zu durchdringen und sich allgemein senkrecht zu der Auflagefläche des Bossens zu erstrecken. Unterdessen ist die Sensorabdeckung 3 gebildet, um Wasser gegenüber dem Gassensorelement 2 zu blockieren, wobei die Achse P des Gassensors 1 allgemein senkrecht zu der Flussrichtung eines Abgases ist, wie in 1C gezeigt ist. Auf diese Weise ist bei dem in 1A gezeigten Befestigungsaufbau 10 der Gassensor 1 in der Abgassammelleitung 5 unter einem solchen Winkel hinsichtlich der Gasflussrichtung in der Abgassammelleitung 5 befestigt, der es für Wasser, das in dem Abgas vorhanden ist, schwierig macht, mit dem Gassensorelement 2 in Berührung zu kommen. Das heißt, der Gassensor 1 ist in der Abgassammelleitung 5 unter einem solchen Winkel befestigt, dass die Gasflussrichtung in der Abgassammelleitung 5 allgemein senkrecht zu der Flussrichtung eines Abgases zwischen der äußeren Abdeckung 3b und der inneren Abdeckung 3a des Gassensors 1 ist. Genauer gesagt, der Gassensor 1 ist in der Abgassammelleitung 5 unter einem solchen Winkel befestigt, der die Achse P des Gassensors 1 allgemein senkrecht zu der Flussrichtung des Abgases macht und der die Achse P des Gassensors 1 allgemein nicht senkrecht zu der Achse der Abgassammelleitung 5 macht.
  • Andererseits ist bei dem Befestigungsaufbau 10X als einem vergleichenden Beispiel, das in 1B gezeigt ist, die Auflagefläche des Bossens derart gebildet, dass, wenn der Gassensor 1 an der Auflagefläche befestigt ist, die Achse P des Gassensors 1 und die Achse der Abgassammelleitung 5 allgemein senkrecht zueinander sind. Auf diese Weise ist der Gassensor 1 derart befestigt, dass die Achse P des Gassensors 1 und die Achse der Abgassammelleitung 5 an der Befestigungsposition allgemein senkrecht zueinander sind. Bei den in 1A und 1B gezeigten Befestigungspositionen folgt jedoch der Fluss des Abgases nicht notwendigerweise der Form des Gaskanals, da das Abgas geradeaus fließen würde, bis das Abgas auf die innere Wand der Krümmung R in dem Gaskanal trifft. Somit bilden bei dem in 1B gezeigten Befestigungsaufbau 10X die Achse P des Gassensors 1 und die Flussrichtung des Abgases einen stumpfen Winkel, was es wahrscheinlicher macht, dass Kondenswasser zusammen mit einem Abgas erlaubt wird, mit dem Gassensorelement 2 in Berührung zu kommen, wodurch das Gassensorelement 2 zerbrochen wird.
  • Im Gegensatz dazu sind bei dem in 1A gezeigten Befestigungsaufbau 10 die Achse P des Gassensors 1 und die Gasflussrichtung allgemein senkrecht zueinander. Somit treffen ein Abgas und Kondenswasser, die durch das Gaskommunikationsloch H der äußeren Abdeckung 3b gegangen sind, auf die innere Abdeckung 3a und werden getrennt, wie in 1C gezeigt ist. Zusätzlich bleibt bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel Kondenswasser nicht in dem Gassensor 1 zurück, sondern wird durch das zusätzliche Gaskommunikationsloch H, das auch in dem Boden der Sensorabdeckung 3 (genauer gesagt, sowohl der inneren Abeckung 3a als auch der äußeren Abdeckung 3b) gebildet ist, abgelassen. Somit ist es bei dem in 1A gezeigten Befestigungsaufbau 10 möglich, zu verhindern, dass das Gassensorelement 2 mit Wasser in Berührung kommt.
  • 2 zeigt schematisch die Resultate von Wassereinspritzungstests, die an den Befestigungsaufbauten 10 und 10X ausgeführt wurden. Die Wassereinspritzungstests wurden durch Einspritzen von 100 cm3 Wasser von stromaufwärts der Abgassammelleitung 5 ausgeführt, während eine an einem Stand befestigte Verbrennungsmaschine (nicht gezeigt), die die Gassensorbefestigungsaufbauten 10 und 10X beinhaltete, mit 2000 UpM betrieben wurde, um zu bestimmen, ob Wasser mit dem Gassensorelement 2 in Berührung kommen würde. Die eingespritzte Wassermenge war wesentlich größer als die Kondenswassermenge, die tatsächlich erzeugt würde. Die Wassereinspritzungstests wurden unter Verwendung von drei Typen von Sensorabdeckungen 3A, 3B und 3C unterschiedlicher Form ausgeführt. Die Sensorabdeckung 3A ist der Basistyp unter den Sensorabdeckungen. Die Sensorabdeckung 3B ist angepasst, um, wenn der Gassensor 1 unter einem Winkel von annähernd 140° bezüglich der Flussrichtung des Abgases befestigt ist, wirksamer als die Sensorabdeckung 3A zu verhindern, dass das Wasser das Gassensorelement 2 berührt. Die Sensorabdeckung 3C ist angepasst, um, wenn der Gassensor 1 unter einem Winkel von annähernd 90° bezüglich der Flussrichtung des Abgases befestigt ist, wirksamer als die Sensorabdeckung 3A zu verhindern, dass das Wasser das Gassensorelement 2 berührt.
  • Die Resultate der Tests, bei denen der Gassensor 1 unter einem stumpfen Winkel von annähernd 140° bezüglich der Flussrichtung des Abgases befestigt war, zeigten, dass das Gassensorelement 2 mit den Sensorabdeckungen 3A und 3C mit signifikanten Wassermengen in Berührung kam. Dies liegt daran, dass der Gassensor 1 unter einem stumpfen Winkel bezüglich der Flussrichtung des Abgases befestigt ist, was zulässt, dass Wasser ohne weiteres das Gassensorelement 2 erreicht. Andererseits kam mit der Sensorabdeckung 3B, die entworfen ist, um wirksamer zu verhindern, dass bei einem stumpfen Befestigungswinkel von annähernd 140° das Wasser das Gassensorelement 2 berührt, das Gassensorelement 2 nicht mit Wasser in Berührung. Die Resultate der Tests, bei denen der Gassensor 1 unter einem Winkel von annähernd 90° bezüglich der Flussrichtung des Abgases befestigt war, zeigten, dass alle der Sensorabdeckungen 3A, 3B und 3C die Wassermenge, die mit dem Gassensorelement 2 in Berührung kam, fortschreitend reduzierten, insbesondere die Sensorabdeckung 3C, bei der kein Wasser mit dem Gassensorelement 2 in Berührung kam.
  • Wie aus diesen Testresultaten ersichtlich ist, ist es gemäß dem Gassensorbefestigungsaufbau 10 selbst in dem Fall, bei dem der Gassensor 1 unmittelbar nach der Krümmung R in dem Gaskanal befestigt ist, möglich, unter Verwendung eines herkömmlichen Gassensors 1 wirksam zu verhindern, dass das Wasser mit dem Gassensorelement 2 in Berührung kommt. Anstatt eines herkömmlichen Gassensors 1 kann auch ein Gassensor mit einer verbesserten Sensorabdeckung 3 verwendet werden, um wirksamer zu verhindern, dass das Wasser mit dem Gassensorelement 2 in Berührung kommt. Bei der vorhergehenden Beschreibung des exemplarischen Ausführungsbeispiels ist der Gassensor 1 unter einem Winkel von annähernd 90° bezüglich der Flussrichtung des Abgases befestigt. Der Gassensor 1 kann jedoch unter einem spitzen Winkel bezüglich der Flussrichtung des Abgases befestigt sein. In diesem Fall ist es, da es für das Abgas im Allgemeinen schwierig ist, das Gassensorelement 2 zu erreichen, bevorzugt, den Befestigungswinkel auch in Anbetracht des Ansprechvermögens des Gassensors 1 zu bestimmen. Der Gassensorbefestigungsaufbau 10 kann nicht nur angewandt werden, wenn der Gassensor 1 unmittelbar nach der Krümmung R in dem Gaskanal befestigt ist, sondern auch, wenn der Gassensor 1 mit einer Modifikation bei der Krümmung R in dem Gaskanal befestigt ist. Wie im Vorhergehenden beschrieben, verhindert der Gassensorbefestigungsaufbau 10, dass das Gassensorelement 2 Wasser ausgesetzt wird.
  • Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsbeispiele derselben beschrieben wurde, versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele oder Konstruktionen begrenzt ist. Die Erfindung soll im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Zusätzlich fallen, obwohl die verschiedenen Elemente der exemplarischen Ausführungsbeispiele in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder lediglich ein einziges Element aufweisen, ebenfalls in den Geist und Schutzbereich der Erfindung.
  • Zusammenfassung
  • Gassensorbefestigungsaufbau
  • Es ist ein Gassensorbefestigungsaufbau (10) zum Befestigen eines Gassensors (1), der ein Gassensorelement (2) und eine Sensorabdeckung (3) hat, die das Gassensorelement (2) abdeckt, in einer Abgassammelleitung (5) geschaffen. Der Gassensor (1) ist in der Abgassammelleitung (5) hinsichtlich der Gasflussrichtung in der Abgassammelleitung (5) unter einem solchen Winkel befestigt, der es für Wasser, das in der Abgassammelleitung (5) vorhanden ist, schwierig macht, mit dem Gassensorelement (2) in Berührung zu kommen. Der Gassensor (1) ist ferner derart in der Abgassammelleitung (5) befestigt, dass eine Achse (P) des Gassensors (1) an der Befestigungsposition allgemein nicht senkrecht zu der Abgassammelleitung (5) ist. Zusätzlich ist der Gassensor (1) unmittelbar nach einer Krümmung (R) in der Abgassammelleitung (5) befestigt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2003-75396 A [0002]
    • - JP 2004-245828 A [0002]
    • - JP 2004-294299 A [0002]

Claims (11)

  1. Gassensorbefestigungsaufbau zum Befestigen eines Gassensors, der ein Gassensorelement und eine Sensorabdeckung hat, in einem Gaskanal, wobei die Sensorabdeckung mindestens einen Doppelaufbau hat, der eine innere Abdeckung, die das Gassensorelement direkt abdeckt, und eine äußere Abdeckung, die einem Fluss eines Gases direkt ausgesetzt ist, aufweist, wobei der Gassensorbefestigungsaufbau dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gassensor in dem Gaskanal hinsichtlich einer Gasflussrichtung in dem Gaskanal unter einem solchen Winkel befestigt ist, der es für Wasser, das in dem Gas vorhanden ist, schwierig macht, mit dem Gassensorelement in Berührung zu kommen.
  2. Gassensorbefestigungsaufbau zum Befestigen eines Gassensors, der ein Gassensorelement und eine Sensorabdeckung hat, in einem Gaskanal, wobei die Sensorabdeckung mindestens einen Doppelaufbau hat, der eine innere Abdeckung, die das Gassensorelement direkt abdeckt, und eine äußere Abdeckung, die einem Fluss eines Gases direkt ausgesetzt ist, aufweist, wobei der Gassensorbefestigungsaufbau dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gassensor derart in dem Gaskanal befestigt ist, dass ein Winkel zwischen einer Gasflussrichtung in dem Gaskanal und der Gasflussrichtung zwischen der äußeren Abdeckung und der inneren Abdeckung annähernd 90° oder kleiner ist.
  3. Gassensorbefestigungsaufbau nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Kommunikationsloch in einer Seitenoberfläche sowohl der inneren Abdeckung als auch der äußeren Abdeckung gebildet ist, um einen Eintritt des Gases zu erlauben.
  4. Gassensorbefestigungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Gassensor derart in dem Gaskanal befestigt ist, dass eine Achse des Gassensors an der Befestigungsposition allgemein nicht senkrecht zu der Achse des Gaskanals ist.
  5. Gassensorbefestigungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Gassensor an einer Krümmungsseite in dem Gaskanal befestigt ist.
  6. Gassensorbefestigungsaufbau nach Anspruch 5, bei dem der Gassensor unmittelbar nach der Krümmung in dem Gaskanal befestigt ist.
  7. Gassensorbefestigungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem mindestens entweder die innere Abdeckung oder die äußere Abdeckung der Sensorabdeckung mit einem zusätzlichen Gaskommunikationsloch gebildet ist, das in dem befestigten Zustand des Gassensors entlang einer Lotlinie nach unten offen ist.
  8. Gassensorbefestigungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Gassensor in einem Abgaskanal in einer Verbrennungsmaschine befestigt ist.
  9. Gassensorbefestigungsaufbau nach Anspruch 8, bei dem der Gassensor in einer Abgassammelleitung befestigt ist.
  10. Gassensorbefestigungsaufbau mit: einem Gassensor, der ein Gassensorelement und eine Sensorabdeckung hat, wobei die Sensorabdeckung mindestens einen Doppelaufbau hat, der eine innere Abdeckung, die das Gassensorelement direkt abdeckt, und eine äußere Abdeckung, die einem Fluss eines Gases direkt ausgesetzt ist, aufweist, wobei der Gassensor in einem Gaskanal hinsichtlich einer Gasflussrichtung in dem Gaskanal unter einem solchen Winkel befestigt ist, der es für Wasser, das in dem Gas vorhanden ist, schwierig macht, mit dem Gassensorelement in Berührung zu kommen.
  11. Gassensorbefestigungsaufbau mit: einem Gassensor, der ein Gassensorelement und eine Sensorabdeckung hat, wobei die Sensorabdeckung mindestens einen Doppelaufbau hat, der eine innere Abdeckung, die das Gassensorelement direkt abdeckt, und eine äußere Abdeckung, die einem Fluss eines Gases direkt ausgesetzt ist, aufweist, wobei der Gassensor derart in einem Gaskanal befestigt ist, dass ein Winkel zwischen einer Gasflussrichtung in dem Gaskanal und einer Gasflussrichtung zwischen der äußeren Abdeckung und der inneren Abdeckung annähernd 90° oder kleiner ist.
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